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孔雀鱼的马赛克脑进化有助于解释脊椎动物的认知进化

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新闻发布(2021年11月10日)。孔雀鱼的马赛克脑进化有助于解释脊椎动物的认知进化。认知心理学Psychreg.//www.mums-channel.com/mosaic-brain-evolution-guppies-helps-explain-vertebrate-cognitive-evolution/
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斯德哥尔摩大学的研究人员提供了第一个实验证据大脑区域可以在认知进化过程中彼此独立进化。这种所谓的马赛克大脑进化在孔雀鱼的人工选择实验中得到了经验验证(Poecilia试),端脑的大小(但没有其他区域)仅在四代选择后就相差了10%。这一发现可能会对理解其他脊椎动物(如灵长类动物和人类)的认知进化产生广泛影响。

研究表明大脑进化可以以一种特定大脑区域变化的形式发生马赛克模式,不同的部分相互独立地进化。研究人员表明,在强烈的人工选择下,端脑或大脑的相对大小会以一种独立的方式迅速变化。

“这一发现对我们理解脊椎动物大脑是如何进化的具有重大意义,甚至可以帮助我们解释人类大脑的进化。”例如,环境中的认知需求可能导致人类大脑皮层的大小逐渐进化成较大的新皮层,”斯德哥尔摩大学动物学系教授、该项目的首席研究员尼古拉斯·科尔姆(Niclas Kolm)说。

该实验是由斯蒂芬妮·方(Stephanie Fong)进行的孔雀鱼人工选择实验,她最近为她的博士论文进行了答辩。在对端脑相对于大脑其他部分的体积进行了四代选择之后,斯蒂芬妮进行了为期三年的努力,需要近2000个水族箱和数百个大脑解剖,她发现男性和女性的端脑大小都发生了重大变化。但其他地区没有发生明显变化,这支持马赛克大脑的假设。

根据马赛克大脑进化假设有一些选择性的力量,例如从环境中获取食物或寻找配偶的认知需求,会影响大脑的特定区域,但当这些适应性反应发生时,它们不涉及大脑的其他部分。因此,不同的大脑区域可以在同一时间内进化。马赛克的模式,以不同的方式和不同的速度,从而节省能量,改变整个大脑。

Stephanie Fong说:“这项研究是独特的,因为它证明了对一个区域的定向选择可以迅速增加或减少它的大小,而不需要在其他区域发生强烈的相关变化。”

脊椎动物大脑的总体布局在不同的区域有显著的保守性。然而,在不同的地区,物种之间的大小变化是巨大的。这种大小变化可能是由这种类型的马赛克大脑的进化对认知有很大的影响。

“这项研究表明,强选择可以独立地改变大脑的各个区域,从而可能对环境中非常具体的认知需求产生经济高效的神经反应。”“下一个重要的步骤是研究相对端脑大小的快速进化变化的功能后果,我们已经有了相关的出版物,”188app金宝搏真人平台尼科拉斯·科尔姆说。


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