Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть серии по
Эволюционная биология
Зяблики Дарвина, автор Gould.jpg
Зябликов Дарвина по Джон Гулд
Ключевые темы
Процессы и результаты
Естественная история
История эволюционной теории
Поля и приложения
  • Приложения эволюции
  • Биосоциальная криминология
  • Экологическая генетика
  • Эволюционная эстетика
  • Эволюционная антропология
  • Эволюционные вычисления
  • Эволюционная экология
  • Эволюционная экономика
  • Эволюционная эпистемология
  • Эволюционная этика
  • Эволюционная теория игр
  • Эволюционная лингвистика
  • Эволюционная медицина
  • Эволюционная нейробиология
  • Эволюционная физиология
  • Эволюционная психология
  • Экспериментальная эволюция
  • Филогенетика
  • Палеонтология
  • Селекционное скрещивание
  • Эксперименты по видообразованию
  • Социобиология
  • Систематика
  • Универсальный дарвинизм
Социальные последствия
  • Эволюция как факт и теория
  • Социальные эффекты
  • Споры о сотворении и эволюции
  • Возражения против эволюции
  • Уровень поддержки
  •  Портал эволюционной биологии
  • Категория Категория
  • похожие темы
  • v
  • т
  • е

Эволюционная нейробиология - это научное исследование эволюции нервных систем . Эволюционные неврологи исследовать эволюцию и естественную историю в нервной системе структуры, функций и возникающих свойств. Эта область основана на концепциях и выводах как нейробиологии, так и эволюционной биологии . Исторически сложилось так, что большая часть эмпирических работ была в области сравнительной нейроанатомии , и современные исследования часто используют филогенетические сравнительные методы . Также все чаще используются подходы селективного разведения и экспериментальной эволюции .[1]

Концептуально и теоретически эта область связана с такими разнообразными областями, как когнитивная геномика , нейрогенетика , нейробиология развития , нейроэтология , сравнительная психология , эво-дево , поведенческая нейробиология , когнитивная нейробиология , поведенческая экология , биологическая антропология и социобиология .

Эволюционные нейробиологи изучают изменения генов, анатомии, физиологии и поведения, чтобы изучить эволюцию изменений в мозге. [2] Они изучают множество процессов, включая эволюцию вокальных , визуальных , слуховых , вкусовых и обучающих систем, а также эволюцию и развитие языка. [2] [3] Кроме того, эволюционные нейробиологи изучают эволюцию определенных областей или структур в головном мозге, таких как миндалина , передний мозг и мозжечок, а также двигательная или зрительная кора.. [2]

История [ править ]

Исследования мозга начались в древнеегипетские времена, но исследования в области эволюционной нейробиологии начались после публикации книги Дарвина « О происхождении видов» в 1859 году. [4] В то время эволюция мозга в основном рассматривалась в связи с эволюцией мозга. неправильная scala naturae . Филогения и эволюция мозга по-прежнему рассматривались как линейные. [4] В начале 20 века существовало несколько преобладающих теорий эволюции. Дарвинизм был основан на принципах естественного отбора и изменчивости, ламаркизм был основан на передаче приобретенных черт, ортогенез.был основан на предположении, что тенденция к совершенству управляет эволюцией, а сальтационизм утверждал, что прерывистые вариации создают новые виды. [4] Теория Дарвина стала наиболее популярной и позволила людям задуматься о том, как развиваются животные и их мозг. [4]

Книга 1936 года «Сравнительная анатомия нервной системы позвоночных, включая человека » голландского невролога К.Ю. Ариена Капперса (впервые опубликованная на немецком языке в 1921 году) стала знаковой публикацией в этой области. Вслед за эволюционным синтезом было проведено исследование сравнительной нейроанатомии с эволюционной точки зрения, а современные исследования включают генетику развития. [5] [6] Сейчас принято, что филогенетические изменения происходят независимо между видами с течением времени и не могут быть линейными. [4] Также считается, что увеличение размера мозга коррелирует с увеличением нервных центров и сложностью поведения. [7]

Основные аргументы [ править ]

Со временем появятся несколько аргументов, которые позволят определить историю эволюционной нейробиологии. Первый - это спор между Этьеном Жоффро Сент-Илером и Жоржем Кювье по теме «общий план против разнообразия». [2] Джеффри утверждал, что все животные построены на основе единого плана или архетипа, и подчеркивал важность гомологии между организмами, в то время как Кювье считал, что структура органов определяется их функцией и что знание функции одного органа может помочь обнаружить функции других органов. [2] [4] Он утверждал, что существует по крайней мере четыре различных архетипа. [2]После Дарвина идея эволюции была более принята, а идея гомологичных структур Джеффри была более принята. [2] Второй важный аргумент - это аргумент Scala Naturae (масштаб природы) по сравнению с филогенетическим кустарником. [2] Scala Naturae, позже также названная филогенетической шкалой, была основана на предпосылке, что филогении линейны или подобны шкале, в то время как аргумент филогенетического куста был основан на идее, что филогении нелинейны и напоминают куст больше, чем шкалу. [2] Сегодня принято считать, что филогении нелинейны. [2] Третий важный аргумент касался размера мозга и того, относительный или абсолютный размер более важен для определения функции. [2]В конце 18 века было установлено, что соотношение мозга и тела уменьшается с увеличением размера тела. [2] Однако в последнее время больше внимания уделяется абсолютному размеру мозга, поскольку он зависит от внутренних структур и функций, от степени структурной сложности и от количества белого вещества в мозгу, что позволяет предположить, что абсолютный размер намного лучше. предсказатель функции мозга. [2] Наконец, четвертый аргумент - это аргумент естественного отбора (дарвинизм) против ограничений развития (согласованная эволюция). [2]Сейчас принято считать, что эволюция развития - это то, что заставляет взрослые виды проявлять различия, и эволюционные нейробиологи утверждают, что многие аспекты функции и структуры мозга сохраняются у разных видов. [2]

Методы [ править ]

На протяжении всей истории мы видим, как эволюционная нейробиология зависела от развития биологических теорий и методов. [4] Область эволюционной нейробиологии сформировалась в результате разработки новых методов, позволяющих открывать и исследовать части нервной системы. В 1873 году Камилло Гольджи изобрел метод нитрата серебра, который позволил описать мозг на клеточном уровне, а не просто на грубом уровне. [4] Сантьяго Рамон и Педро Рамон использовали этот метод для анализа многочисленных частей мозга, расширив область сравнительной нейроанатомии. [4]Во второй половине XIX века новые методы позволили ученым идентифицировать группы нейрональных клеток и пучки волокон в головном мозге. [4] В 1885 году Витторио Марчи открыл метод окрашивания, который позволил ученым увидеть индуцированную дегенерацию аксонов в миелинизированных аксонах, в 1950 году «оригинальная процедура Nauta» позволила более точно идентифицировать дегенерирующие волокна, а в 1970-х годах было сделано несколько открытий. множества молекулярных индикаторов, которые будут использоваться для экспериментов даже сегодня. [4] За последние 20 лет кладистика также стала полезным инструментом для изучения изменений в мозге. [7]

Эволюция человеческого мозга [ править ]

Теория Дарвина позволила людям задуматься о том, как развиваются животные и их мозг. [4]

Мозг рептилии [ править ]

Кора головного мозга рептилий похожа на кора головного мозга млекопитающих, хотя и в упрощенном виде. [2] Хотя эволюция и функции коры головного мозга человека до сих пор окутаны тайной, мы знаем, что это наиболее сильно изменившаяся часть мозга в ходе недавней эволюции.

Визуальное восприятие [ править ]

Исследования эволюционного развития зрительного восприятия сегодня лучше всего понять при изучении современных приматов, поскольку организация мозга не может быть определена только путем анализа окаменелых черепов.

Слуховое восприятие [ править ]

По устройству слуховая кора человека делится на стержневую, поясную и парапоясную. Это очень похоже на современных приматов.

Развитие языка [ править ]

Доказательства богатой когнитивной жизни у приматов, родственников людей, многочисленны, и широкий спектр конкретных форм поведения в соответствии с теорией Дарвина хорошо задокументирован. [8] [9] [10] Однако до недавнего времени исследования не принимали во внимание нечеловеческих приматов в контексте эволюционной лингвистики, прежде всего потому, что в отличие от птиц, обучающихся вокалу, нашим ближайшим родственникам, кажется, не хватает способностей к подражанию. Говоря об эволюции, есть веские доказательства того, что генетическая основа концепции языков существовала миллионы лет, как и многие другие способности и поведение, наблюдаемые сегодня.

Хотя эволюционные лингвисты соглашаются с тем фактом, что волевой контроль над вокализацией и выражением языка - это довольно недавний скачок в истории человечества, это не означает, что слуховое восприятие также является недавним достижением. Исследования показали существенные доказательства существования четко определенных нервных путей, связывающих коры головного мозга с целью организации слухового восприятия в мозге. Таким образом, проблема заключается в нашей способности имитировать звуки. [11]

Помимо того факта, что приматы могут быть плохо оснащены для изучения звуков, исследования показали, что они гораздо лучше обучаются и используют жесты. Визуальные подсказки и двигательные пути развились на миллионы лет раньше в нашей эволюции, что, кажется, является одной из причин более ранней способности понимать и использовать жесты. [12]

Когнитивные специализации [ править ]

Исследователи [ править ]

  • Джон Оллман
  • Уильям Х. Кальвин
  • Пол Сисек
  • Терренс Дикон
  • Мерлин Дональд
  • Джон Каас
  • Гленн Норткатт
  • Георг Ф. Стридтер
  • Сюзана Геркулано-Хузель
  • Людвиг Эдингер
  • Г. Карл Хубер
  • Элизабет К. Кросби
  • Дж. Б. Джонстон
  • К. Джадсон Херрик
  • Сэр Графтин Эллиот Смит
  • Джордж Эллет Когхилл
  • Нильс Хольмгрен
  • Джеймс В. Папез
  • Олаф Ларселл
  • Тилли Эдингер
  • Дороти Л. Чейни

См. Также [ править ]

  • Эволюция мозга
  • Эволюция нервной системы
  • Эволюционная физиология
  • Эволюционная психология
  • FOXP2 и эволюция человека
  • Нейроэтология
  • Ноогенезис  - Возникновение и эволюция интеллекта

Ссылки [ править ]

  1. ^ Rhodes, JS, и TJ Kawecki. 2009. Поведение и нейробиология. Стр. 263–300 в Теодоре Гарланде-младшем и Майкле Р. Роузе , ред. Экспериментальная эволюция: концепции, методы и приложения селекционных экспериментов. Калифорнийский университет Press, Беркли.
  2. ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р Kaas, Jon H. (2009-07-28). Эволюционная нейронаука . Академическая пресса. ISBN 9780123751683.
  3. ^ Платек, Стивен М .; Шакелфорд, Тодд К. (26 февраля 2009 г.). Основы эволюционной когнитивной нейронауки . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521884211.
  4. ^ Б с д е е г ч я J K L Норткат, R.Glenn (2001-08-01). «Изменение взглядов на эволюцию мозга». Бюллетень исследований мозга . 55 (6): 663–674. DOI : 10.1016 / S0361-9230 (01) 00560-3 . ISSN 0361-9230 . PMID 11595351 . S2CID 39709902 .   
  5. ^ Норткатт, Р. Гленн (август 2001). «Изменение взглядов на эволюцию мозга». Бюллетень исследований мозга . 55 (6): 663–674. DOI : 10.1016 / S0361-9230 (01) 00560-3 . PMID 11595351 . S2CID 39709902 .  
  6. ^ Striedter, GF (2009). «История представлений об эволюции мозга» . В Джон Х. Каас (ред.). Эволюционная нейронаука . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-375080-8.
  7. ^ a b Northcutt, RG (1 августа 2002 г.). «Понимание эволюции мозга позвоночных» . Интегративная и сравнительная биология . 42 (4): 743–756. DOI : 10.1093 / ICB / 42.4.743 . ISSN 1540-7063 . PMID 21708771 .  
  8. ^ Чейни, Дороти Ливитт (1990). «Как обезьяны видят мир: в сознании другого вида». Издательство Чикагского университета .
  9. ^ Чейни, Дороти Ливитт (2008). «Метафизика бабуинов: эволюция социального разума». Издательство Чикагского университета .
  10. ^ Херфорд, Джеймс Р. (2007). Истоки смысла . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-152592-6. OCLC  252685884 .
  11. ^ Bornkessel-Schlesewsky Ин; Шлезевский, Маттиас; Маленький, Стивен Л .; Раушекер, Йозеф П. (2014). «Нейробиологические корни языка при прослушивании приматов: общие вычислительные свойства» . Тенденции в когнитивных науках . 19 (3): 142–150. DOI : 10.1016 / j.tics.2014.12.008 . PMC 4348204 . PMID 25600585 .  
  12. ↑ Робертс, Анна Илона; Робертс, Сэмюэл Джордж Брэдли; Вик, Сара-Джейн (2014-03-01). «Репертуар и интенциональность жестовой коммуникации у диких шимпанзе» (PDF) . Познание животных . 17 (2): 317–336. DOI : 10.1007 / s10071-013-0664-5 . ISSN 1435-9456 . PMID 23999801 . S2CID 13899247 .    

Внешние ссылки [ править ]

  • Поведение и эволюция мозга - (Журнал)
  • «Сравнительная нейроанатомия позвоночных: эволюция и адаптация» - Энн Б. Батлер, Уильям Ходос
  • Sinauer.com - Принципы эволюции мозга Георг Ф. Стридтер , Калифорнийский университет, Ирвин '(рецензия на книгу, 2004 г.)