Проявление интеллекта Рио менее удивительно, если учесть тот факт, что она является членом одной из четырех групп животных, у которых в процессе эволюции развился чрезвычайно большой мозг (весом более 1 кг).5 фунтов). Наряду с тюленями и моржами, она является частью группы плавноногих полуводных морских млекопитающих, называемых ластоногими. Другие группы с большим мозгом — это люди, слоны и китообразные (киты и дельфины).
Несмотря на значительные свидетельства их умственных способностей, о мозге ластоногих известно очень мало.
Однако группа нейробиологов из Университета Вандербильта сделала важный шаг к восполнению этого недостатка знаний, проведя первое комплексное исследование центральной нервной системы калифорнийского морского льва, сосредоточив внимание на соматосенсорной системе, которая занимается сознательным восприятием прикосновения. давление, боль, температура, положение и вибрация.
В прошлом году резкое увеличение смертности молодых калифорнийских морских львов из-за высадки на берег в центральной и южной Калифорнии позволило Сойеру получить два мозга молодых морских львов для изучения. (Морские львы, как и все морские млекопитающие, находятся под защитой федерального правительства в соответствии с Законом о защите морских млекопитающих 1972 г.)
Результаты их исследования описаны в статье «Соматосенсорный ствол мозга, таламус и кора головного мозга калифорнийского морского льва (Zalophus californianus)», опубликованной в Интернете в ранней версии журнала Journal of Comparative Neurology.
«Было удивительно впервые увидеть мозг морского льва, потому что после многих лет изучения мозга было шокировано увидеть что-то настолько большое и настолько отличное от любого другого мозга, с которым я когда-либо работала», — сказала первый автор Ева Сойер. докторант по нейробиологии в Вандербильте.
Соучастник докторантуры Эмили Тернер участвовала в исследовании под руководством Джона Кааса, профессора социальных и естественных наук Гертруды Конавей Вандербильт.
«Мы много знаем о том, как устроены и функционируют некоторые виды мозга, например, мозг мышей и приматов, но млекопитающие очень разнообразны, и мы почти ничего не знаем о мозге большинства млекопитающих, включая ластоногих», — сказал Каас.
Люди, слоны, китообразные и ластоногие развили большие мозги независимо друг от друга, поэтому их мозг организован совершенно по-разному, особенно кора головного мозга.
Сойер отметил, что из-за нашего врожденного интереса к нашей собственной эволюции и важности большого человеческого мозга для нашей идентичности стоит взглянуть на эти независимые примеры того, как мозг становится большим.
Мозг морского льва примерно такого же размера, как мозг шимпанзе. Хотя у них есть некоторые общие черты с мозгом их ближайших родственников — собак, кошек, медведей и ласок — их мозг также сильно сложен, как у китов и дельфинов.
«Поразительно, что и китообразные, и ластоногие, как правило, имеют большой и извитый мозг, но для этого наблюдения нет единого общепринятого объяснения», — сказал Сойер. "Это частично объясняется их большими размерами тела.
Ожидается, что животные с большим телом будут иметь больший мозг. Но это также может быть связано с другими факторами, такими как невесомость морской среды или способность справляться с температурой холодной воды. Или это может быть просто случайный результат эволюции."
Исследователи сосредоточились на соматосенсорной системе морского льва, потому что им было особенно любопытно осязание животного. «Мы давно задавались вопросом, как устроены соматосенсорные системы морских львов и тюленей, поскольку они обладают такими замечательными способностями использовать прикосновение и свои усы, чтобы исследовать и кормить глубоководье», — сказал Каас.
Используя современные гистохимические методы, Сойер и Тернер смогли идентифицировать и охарактеризовать основные части мозга морского льва, которые используются для обработки сенсорной информации от усов и кожи. К ним относятся области ствола мозга, таламуса и коры головного мозга.
Они обнаружили, что в мозгу морского млекопитающего есть определенные области для обработки информации из усов, которые поразительно похожи на те, что обнаруживаются у мышей и крыс, которые считаются специалистами по усам в царстве животных.
В частности, они обнаружили, что у каждого уса на носу морского льва есть определенная соответствующая область в стволе мозга, посвященная ему. Они сопоставимы с конкретными областями человеческого мозга, которые соответствуют отдельным пальцам. Их существование подтверждает, что эти «таинственные» усы играют важную роль в ощущениях и поведении морских львов.
Кроме того, исследователи определили области мозга, предназначенные для обработки сенсорных ощущений от ласт и хвоста морского льва. Одним из сюрпризов было открытие хорошо развитой области, называемой ядром Бишоффа, которая встречается у животных с выступающими хвостами, от енотов до кенгуру и китов.
Это удивительно, потому что хвост морского льва совсем не выделяется: он маленький и зажат между задними ластами.
После того, как составление карты соматосенсорной области морского льва будет завершено, исследователи планируют составить карту частей его мозга, предназначенных для других функций. «Будет интересно сравнить его общую структуру с мозгом приматов», — сказал Сойер.
Исследователи также хотели бы нанести на карту мозги других ластоногих, таких как морж и морской слон, у которых мозг намного больше.