Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

I cervelli di tutti i mammiferi esibiscono la connettività uguale, ritrovamenti di studio

I ricercatori all'università di Tel Aviv, piombo da prof. Yaniv Assaf del banco della neurobiologia, la biochimica e la biofisica ed il banco di Sagol della neuroscienza e prof. Yossi Yovel del banco della zoologia, del banco di Sagol della neuroscienza e del museo di Steinhardt di storia naturale, hanno intrapreso gli studi primo de suo gentili destinati per studiare la connettività del cervello in 130 speci di mammiferi. I risultati intriganti, congetture diffuse di contraddizione, hanno rivelato che i livelli della connettività del cervello sono uguali in tutti i mammiferi, compreso gli esseri umani.

Abbiamo scoperto quella connettività del cervello -- vale a dire il risparmio di temi del trasferimento di informazioni attraverso la rete neurale -- non dipende dalla dimensione o dalla struttura di alcun cervello specifico. Cioè i cervelli di tutti i mammiferi, dai mouse minuscoli attraverso gli esseri umani ai grandi tori e delfini, esibiscono la connettività uguale ed i viaggi di informazioni con lo stesso risparmio di temi all'interno di loro. Egualmente abbiamo trovato che il cervello conserva questo bilanciamento via un meccanismo speciale della compensazione: quando la connettività fra gli emisferi è alta, la connettività all'interno di ogni emisfero è relativamente bassa e vice versa.„

Prof. Yaniv Assaf, banco di neurobiologia, università di Tel Aviv

I partecipanti hanno incluso i ricercatori dall'istituto veterinario di Kimron in Beit Dagan, il banco dell'informatica alla tau e la facoltà del Technion di medicina. Il documento è stato pubblicato in neuroscienza della natura l'8 giugno.

“La connettività del cervello è una funzionalità centrale, critica al funzionamento del cervello,„ prof. Assaf spiega. “Molti scienziati hanno supposto che la connettività nel cervello umano è significativamente più alto confrontata ad altri animali, come spiegazione possibile per il funzionamento superiore “dell'animale umano. “„ D'altra parte, secondo prof. Yovel, “sappiamo che le caratteristiche fondamentali sono conservate in tutto il trattamento evolutivo. Quindi, per esempio, tutti i mammiferi hanno quattro arti. In questo progetto abbiamo desiderato esplorare la possibilità che la connettività del cervello potesse essere una caratteristica fondamentale di questo genere -- mantenuto in tutti i mammiferi indipendentemente dalla loro dimensione o struttura del cervello. A questo scopo abbiamo utilizzato gli strumenti avanzati della ricerca.„

Il progetto ha cominciato con le scansioni avanzate della diffusione MRI dei cervelli di circa 130 mammiferi, ciascuno rappresentare specie differenti. (Tutti cervelli sono stati eliminati dagli animali morti e nessun animale è stato eutanasizzato allo scopo di questo studio.) I cervelli, ottenuti dall'istituto veterinario di Kimron, hanno rappresentato una vasta gamma molto dei mammiferi -- dai pipistrelli minuscoli che pesano 10 grammi ai delfini di cui il peso può raggiungere le centinaia di chilogrammi. Poiché i cervelli di circa 100 di questi mammiferi MRI-non erano stati scanditi mai prima, il progetto ha generato un romanzo e globalmente - database unico. I cervelli di 32 esseri umani viventi egualmente sono stati scanditi allo stesso modo. La tecnologia unica, che individua la materia bianca nel cervello, ha permesso ai ricercatori di ricostruire la rete neurale: i neuroni ed i loro assoni (fibre nervose) con cui le informazioni sono trasferite e le sinapsi (giunzioni) dove si incontrano.

La sfida seguente stava confrontando le scansioni dei tipi differenti di animali, di cui i cervelli variano notevolmente nella dimensione e/o strutturano. A questo fine i ricercatori hanno impiegato gli strumenti dalla teoria di rete, un ramo di matematica che ha permesso loro di creare ed applicare un calibro costante della conducibilità del cervello: il numero delle sinossi che un messaggio deve attraversare per ottenere da una posizione ad un altro nella rete neurale.

“Il cervello di un mammifero consiste di due emisferi connessi l'un l'altro da un insieme delle fibre neurali (assoni) quelle informazioni di trasferimento,„ prof. Assaf spiega. “Per ogni cervello che abbiamo scandito, noi ha misurato quattro calibri della connettività: connettività in ogni emisfero (connessioni intrahemispheric), connettività fra i due emisferi (interhemispheric) e connettività globale. Abbiamo scoperto che la connettività globale del cervello rimane la stessa per tutti i mammiferi, grande o piccolo, compreso gli esseri umani. Cioè le informazioni attraversano da una posizione ad un altro through lo stesso numero delle sinapsi. Deve essere detto, tuttavia, che i cervelli differenti usano le strategie differenti per conservare questa misura uguale della connettività globale: alcuni esibiscono la forte connettività interhemispheric e la connettività più debole all'interno degli emisferi, mentre altri video l'opposto.„

Prof. Yovel descrive un'altra scoperta interessante. “Lo abbiamo trovato che le variazioni nella compensazione della connettività caratterizzano non solo le specie differenti ma anche le persone differenti all'interno delle stesse specie,„ diciamo. “Cioè i cervelli di alcuni ratti, pipistrelli, o esseri umani esibiscono il più alta connettività interhemispheric a scapito della connettività all'interno degli emisferi e l'altro modo intorno -- confrontato ad altre delle stesse specie. Sarebbe affascinante supporre come i tipi differenti di connettività del cervello possono pregiudicare le varie funzioni conoscitive o le capacità umane quali gli sport, la musica o il per la matematica. Tali domande saranno indirizzate nella nostra ricerca futura.„

“Il nostro studio ha rivelato una legge universale: La conservazione della connettività del cervello,„ prof. Assaf conclude. “Questa legge denota che il risparmio di temi del trasferimento di informazioni nella rete neurale del cervello è uguale in tutti i mammiferi, compreso gli esseri umani. Egualmente abbiamo scoperto un meccanismo della compensazione che salda la connettività in ogni cervello mammifero. Questo meccanismo assicura che l'alta connettività in un'area specifica del cervello, possibilmente manifestata con un certo talento speciale (per esempio sport o musica) sia ricambiata sempre dalla connettività relativamente bassa in un'altra parte del cervello. Nei progetti futuri studieremo come il cervello compensa la connettività migliorata connessa con le capacità specifiche e gli apprendimento.„

Source:
Journal reference:

Assaf, Y., et al. (2020) Conservation of brain connectivity and wiring across the mammalian class. Nature Neuroscience. doi.org/10.1038/s41593-020-0641-7.