Neokorteks duruyor biyolojik evrimin çarpıcı bir başarısı olarak ortaya çıktı. Tüm memelilerin beyinlerini kaplayan bu doku parçası vardır ve beynin içindeki altı yoğun şekilde paketlenmiş nöron katmanı, bilişsel hüner üreten karmaşık hesaplamaları ve çağrışımları yönetir. Memeliler dışında hiçbir hayvanda neokorteks bulunmadığından, bilim adamları bu kadar karmaşık bir beyin bölgesinin nasıl evrimleştiğini merak ettiler.
Sürüngenlerin beyinleri bir ipucu veriyor gibiydi. Sürüngenler, memelilerin yaşayan en yakın akrabaları olmasının yanı sıra, beyinleri, neokorteks ile işlevsel benzerlikleri olan, dorsal ventriküler sırt veya DVR adı verilen üç katmanlı bir yapıya sahiptir. 50 yılı aşkın bir süredir, bazı evrimsel sinirbilimciler, neokorteksin ve DVR’nin, memeliler ve sürüngenler tarafından paylaşılan bir atadaki daha ilkel bir özellikten türetildiğini savundular.
Ancak şimdi bilim adamları, insan gözünün göremediği moleküler detayları analiz ederek bu görüşü çürüttüler. Columbia Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, tek tek beyin hücrelerindeki gen ekspresyon modellerine bakarak, anatomik benzerliklere rağmen, memelilerdeki neokorteks ile sürüngenlerdeki DVR’nin ilgisiz olduğunu gösterdi. Bunun yerine, memeliler neokorteksi tamamen yeni bir beyin bölgesi olarak, kendisinden önce gelenlerden hiçbir iz bırakmadan inşa edilmiş gibi görünüyor. Neokorteks, atasal hayvanlarda emsali yokmuş gibi görünen yeni tip nöronlardan oluşuyor.
Evrim ve gelişim biyoloğu Maria Antonietta Tosches liderliğindeki bu çalışmayı anlatan makale, geçen Eylül ayında yayınlandı. Bilim.
Beyindeki bu evrimsel yenilik süreci, yeni parçaların yaratılmasıyla sınırlı değildir. Tosches ve meslektaşlarının aynı sayıdaki diğer çalışmaları Bilim eski beyin bölgelerinin bile yeni tip hücrelerle yeniden bağlanarak gelişmeye devam ettiğini gösterdi. Gen ifadesinin nöronlar arasındaki bu tür önemli ayrımları ortaya çıkarabileceğinin keşfi, araştırmacıları bazı beyin bölgelerini nasıl tanımladıklarını yeniden düşünmeye ve bazı hayvanların düşündüklerinden daha karmaşık beyinlere sahip olup olmadıklarını yeniden değerlendirmeye sevk ediyor.
Tek Nöronlardaki Aktif Genler
1960’larda, etkili sinirbilimci Paul MacLean, beynin evrimi hakkında yanlış olan ancak sahada hala kalıcı bir etkisi olan bir fikir öne sürdü. Beynin tabanına yakın bir yapı grubu olan bazal ganglionların, sürüngenlerde evrimleşen ve hayatta kalma içgüdüleri ve davranışlarından sorumlu olan bir “kertenkele beyni”nden kalma olduğunu öne sürdü. Erken memeliler evrimleştiğinde, duyguların düzenlenmesi için bazal ganglionların üzerine bir limbik sistem eklediler. MacLean’a göre insanlar ve diğer gelişmiş memeliler ortaya çıktıklarında bir neokorteks eklediler. Bir “düşünme şapkası” gibi, yığının en üstüne oturdu ve daha yüksek biliş verdi.
Bu “üçlü beyin” modeli, Carl Sagan’ın 1977 Pulitzer Ödüllü kitabında bu konuda yazmasının ardından halkın hayal gücünü büyüledi. Cennetin Ejderhaları. Evrimsel sinirbilimciler daha az etkilendiler. Çalışmalar, beyin bölgelerinin düzgün bir şekilde üst üste gelişmediğini kesin olarak göstererek modeli kısa sürede çürüttü. Bunun yerine, Montreal Üniversitesi’nde bilişsel bir sinirbilimci olan Paul Cisek, beynin bir bütün olarak geliştiğini, yeni parçaların eklenmesine uyum sağlamak için eski bölümlerin modifikasyonlara uğradığını açıkladı. “Yeni bir uygulama yüklediğiniz iPhone’unuzu yükseltmek gibi değil” dedi.
Yeni beyin bölgelerinin kökeni için en iyi desteklenen açıklama, bunların çoğunlukla önceden var olan yapıları ve nöral devreleri kopyalayarak ve değiştirerek evrimleştiğiydi. San Diego’daki California Üniversitesi’nden Harvey Karten gibi birçok evrim biyologuna göre, memeli neokorteksi ile sürüngen DVR’si arasındaki benzerlikler, bunların evrimsel terimlerle homolog olduklarını -her ikisinin de bir soydan geçen bir yapıdan evrimleştiğini- öne sürdü. memeliler ve sürüngenler tarafından paylaşılan ata.
Ancak İspanya’daki Murcia Üniversitesi’nden Luis Puelles de dahil olmak üzere diğer araştırmacılar aynı fikirde değil. Memelilerin ve sürüngenlerin gelişiminde, neokorteksin ve DVR’nin tamamen farklı süreçlerle şekillendiğine dair işaretler gördüler. Bu, neokorteks ve DVR’nin bağımsız olarak geliştiğini ima etti. Eğer öyleyse, benzerliklerinin homoloji ile hiçbir ilgisi yoktu: Muhtemelen yapılar üzerindeki işlevlerin ve kısıtlamaların dikte ettiği tesadüflerdi.
