Pentru o lungă perioadă de timp, oamenii de știință au crezut că evoluția creierului a urmat o singură cale la vertebrate, cu o progresie liniară conducând la structuri din ce în ce mai complexe. Se credea, în special, că mamiferele și păsările au moștenit circuite neuronale similare de la un strămoș comun, cu diferențe de sofisticare în funcție de specie. Noile cercetări infirmă această teorie convențională.
Palliumul, o regiune a creierului esențială pentru funcțiile cognitive avansate, se află în centrul acestei descoperiri. La mamifere, aceasta dă naștere neocortexului, responsabil pentru raționament, memorie și luarea deciziilor. Pentru o lungă perioadă de timp, s-a presupus că păsările și mamiferele au pallium -uri comparabile, care diferă în principal prin gradul lor de complexitate. Această presupunere se baza pe studii care arătau capacități intelectuale remarcabile la anumite specii de păsări, cum ar fi ciorile și papagalii, capabile de planificare, învățare socială și chiar utilizarea de unelte. Noi cercetări arată că această asemănare este înșelătoare. Deși creierele păsărilor și mamiferelor îndeplinesc funcții similare, dezvoltarea lor embrionară și structura celulară sunt complet diferite. Cu alte cuvinte, păsările și-au dezvoltat singure creiere sofisticate, fără să urmeze aceeași cale evolutivă ca mamiferele.
Descoperirile recente provin din două studii complementare care au utilizat tehnologii de ultimă oră pentru a explora mecanismele care stau la baza evoluției creierului păsărilor și mamiferelor, prezentate în revista Science. Aceste instrumente includ transcriptomica spațială, analiza celulelor unice și modelarea matematică, făcând posibilă cartografierea precisă a diferențelor în dezvoltarea neuronală între aceste grupuri de animale.
Primul studiu s-a axat pe dezvoltarea creierului embrionar. Acesta a arătat că neuronii din pallium, o regiune cheie a creierului implicată în funcțiile cognitive, apar în momente diferite și în locuri diferite la păsări și mamifere. După cum explică Dr. Fernando García-Moreno, „neuronii lor se nasc în etape distincte de dezvoltare”, ceea ce dovedește că acești neuroni nu provin dintr-un strămoș comun, ci s-au dezvoltat independent. În plus, genele implicate în formarea circuitelor neuronale diferă de la o specie la alta, sugerând că, în ciuda funcțiilor similare, fiecare grup a urmat o cale genetică unică pentru a-și construi creierul.
Cel de-al doilea studiu a explorat tipurile de celule ale creierului la păsări, mamifere și reptile folosind o analiză detaliată a celulelor unice. Cercetătorii au identificat genele exprimate de fiecare tip de neuron și au comparat semnăturile lor genetice. Rezultatele au arătat că păsările au păstrat neuronii inhibitori comuni vertebratelor, dar neuronii lor excitatori, esențiali pentru prelucrarea informațiilor, au evoluat independent de mamifere. Doar câteva tipuri de neuroni, în special în claustru și hipocampus, prezintă asemănări între păsări și mamifere, în timp ce majoritatea neuronilor diferă mult. Acest lucru sugerează că creierele păsărilor și mamiferelor nu sunt omoloage, ci au evoluat printr-un proces de convergență, dând naștere unor structuri cerebrale similare din punct de vedere funcțional, dar derivate din traiectorii evolutive diferite.
Rezultatele acestor studii explică parțial de ce, în ciuda arhitecturii diferite a creierului lor, unele păsări pot rivaliza cu primatele în materie de inteligență. Într-adevăr, păsările sunt capabile de raționament, învățare complexă și comunicare avansată, abilități asociate în general cu creiere mai dezvoltate, cum ar fi cele ale mamiferelor. Această descoperire sfidează ideile noastre preconcepute cu privire la capacitățile cognitive ale animalelor și demonstrează că inteligența nu este rezervată doar mamiferelor cu creiere mai mari sau mai complexe, ci că poate apărea în diferite forme de organizare neuronală.
Aceste descoperiri deschid, de asemenea, noi perspective în mai multe domenii de cercetare. În primul rând, în neuroștiințe, înțelegerea traiectoriilor divergente ale dezvoltării creierului la păsări și mamifere ar putea ajuta la o mai bună identificare a factorilor care influențează tulburările de neurodezvoltare. Studiind modul în care diferite specii dezvoltă creiere complexe, cercetătorii ar putea înțelege mai bine baza biologică a tulburărilor cognitive și comportamentale. În sfârșit, în domeniul inteligenței artificiale, această descoperire deschide posibilitatea de a explora noi arhitecturi neuronale inspirate din circuitele cerebrale ale păsărilor. Inspirându-se din strategiile neuronale utilizate de diferite specii, cercetătorii ar putea dezvolta rețele neuronale alternative care ar putea fi mai eficiente pentru anumite aplicații, cum ar fi recunoașterea modelelor sau învățarea supravegheată.
Loading ...
