Znajdź zawartość

Gdy naukowcy z University of Chicago i Argonne National Laboratory porównali ponad 15 000 synaps u makaków i myszy, ze zdumieniem zauważyli, że neurony w korze wzrokowej makaków mają od 2 do 5 razy mniej synaps niż neurony u myszy. Różnica wynikać może prawdopodobnie z metabolicznego kosztu utrzymywania synaps. Naczelne uważane są za bardziej inteligentne od gryzoni, tymczasem okazuje się, że w neuronach myszy występuje więcej synaps. Po dokonaniu odkrycia naukowcy zasiedli do modelowania komputerowego, które wykazało, że im bardziej rozbudowana sieć neuronów, tym mniej synaps w każdym neuronie. Tworzenie i utrzymanie synaps jest tak kosztowne, że ich liczba jest ograniczana. David Freedman z UChicago i Narayanan Kasthuri z Argonne przyjrzeli się zarówno synapsom pobudzającym jak i hamującym. Większość wcześniejszych badań skupiała się na synapsach pobudzających. Za pomocą mikroskopu elektronowego wykonali obrazy 107 neuronów z kory wzrokowej makaków i 81 neuronów kory wzrokowej myszy. Okazało się, że w 107 neuronach makaków występuje niemal 6000 synaps, a w 81 neuronach myszy uczeni naliczyli ponad 9700 synaps. Bliższe analizy wykazały, że neurony makaków posiadają od 2 do 5 razy mniej połączeń synaps niż neurony myszy. To zaskakujące dlatego, że zarówno w neurologii jak i wśród ogółu społeczeństwa przyjęło się założenie, że im więcej połączeń między neuronami, tym wyższa inteligencja. Ta praca jasno pokazuje, że pomimo iż w mózgach naczelnych występuje większa liczba połączeń, to jeśli policzymy je nie ogólnie, a na poziomie pojedynczych neuronów, to naczelne mają mniej synaps. Jednocześnie wiemy, że neurony naczelnych są w stanie wykonywać działania, do których neurony myszy nie są zdolne. To zaś rodzi interesujące pytania, na przykład o konsekwencje budowy większych sieci neuronowych, takich jakie widzimy u naczelnych, wyjaśnia doktor Gregg Wildenberg z Argonne. Zawsze sądziliśmy, że zagęszczenie synaps u naczelnych będzie podobne do zagęszczenia u gryzoni, a może nawet większe, gdyż z mózgu naczelnych jest więcej miejsca i więcej neuronów. Jednak w świetle tego zaskakującego odkrycia musimy się zastanowić, dlaczego neurony naczelnych tworzą mniej połączeń niż się spodziewaliśmy. Sądzimy, że może to być skutkiem ewolucji. Być może różnica wynika z energetycznego kosztu utrzymania mózgu. Stworzyliśmy więc model sztucznej sieci neuronowej i ją trenowaliśmy, ale nałożyliśmy na nią ograniczenia narzucane przez metabolizm w prawdziwych mózgach. Chcieliśmy zobaczyć, jak wpłynie to na ilość połączeń w tworzącej się sieci, mówi Matt Rosen, który pomagał w modelowaniu komputerowym. Stworzony model uwzględniał dwa potencjalne koszty metaboliczne. Pierwszy to koszt pojedynczego sygnału elektrycznego przesyłanego między neuronami. Jest on bardzo duży. Drugi z uwzględnionych kosztów to koszt zbudowania i utrzymania synaps. Dzięki takiemu modelowi odkryli, że im więcej neuronów w sieci, tym większy koszt metaboliczny działania takiej sieci i tym większe ograniczenia w tworzeniu i utrzymywaniu synaps, co skutkuje ich zmniejszoną gęstością. Masa mózgu to jedynie około 2,5% masy ciała, jednak zużywa on około 20% całej energii organizmu. To bardzo kosztowny organ. Uważa się, że większość tej energii mózg przeznacza na synapsy, zarówno na komunikację między nimi, jak i na ich budowę i utrzymanie, dodaje Wildenberg. Niezwykłe odkrycie pomoże w przyszłych badaniach. Myślę, że wszyscy neurobiolodzy chcieliby zrozumieć, co czyni nas ludźmi. Co odróżnia nas od innych naczelnych i od myszy. Konektomika badania anatomię układu nerwowego na poziomie poszczególnych połączeń. Wcześniej nie rozumieliśmy dobrze, gdzie na tym poziomie znajdują się różnice, które mogłyby wyjaśnić ewolucję różnych rodzajów mózgu. Każdy mózg zbudowany jest z neuronów i każdy neuron łączy się i komunikuje z innymi neuronami. Jak więc ewolucja stworzyła różne mózgi? Trzeba przebadać wiele różnych gatunków, by zacząć rozumieć, co tutaj się stało. Ponadto lepsze zrozumienie zagęszczenia synaps, a zwłaszcza stosunku synaps pobudzających i hamujących, może pomóc w ustaleniu podstaw występowania takich chorób jak autyzm czy choroba Parkinsona. Jeśli zbadamy stosunek synaps pobudzających do hamujących u myszy i założymy, że jest on taki sam dla wszystkich gatunków, może to wpłynąć na rozumienie takich chorób. Znaleźliśmy różnice w stosunku synaps pobudzających i hamujących pomiędzy myszami a makakami. Teraz musimy się zastanowić, jakie ma to przełożenie na mysie modele chorób neurologicznych dotykających człowieka, dodaje Wildenberg. Szczegółowy opis badań został opublikowany na łamach Cell Reports. « powrót do artykułu

Dotychczas sądzono, że struktury w naszym mózgu, które umożliwiły rozwój mowy, pojawiły się w nim przed 5 milionami lat. Teraz międzynarodowy zespół naukowy przesunął ten termin i to znacznie. Europejscy i amerykańscy uczeni twierdzą, że początków takich struktur należy szukać co najmniej 25 milionów lat temu. Odkrycie opisano na łamach Nature. Znalezienie takiej struktury jest dla neurologów jak znalezienie skamieniałości, która rzuca nowe światło na ewolucję. Musimy jednak pamiętać, że mózgi nie ulegają fosylizacji. Dlatego też eksperci muszą próbować odtwarzać ewolucję mózgu porównując mózgi obecnie żyjących naczelnych i człowieka. Kluczową strukturą dla rozwoju mowy jest pęczek łukowaty (AF). To wiązka włókien kojarzeniowych rozciągających się od płata skroniowego po płat czołowy. Zespół z USA, Wielkiej Brytanii i Niemiec wykorzystał ogólnodostępne skany mózgu człowieka, szympansa i makaka królewskiego, a następnie przeprowadził analizę odpowiednich obszarów. Uczeni odkryli istnienie homologicznej struktury rozpoczynającej się w korze słuchowej. Wiadomo, że szympansy posiadają strukturę homologiczną (czyli mającą wspólne z człowiekiem pochodzenie ewolucyjne) do ludzkiego pęczka łukowatego, ale istnieją już spory co do tego, że podobna struktura występuje u makaków. Ostatnie dowody naukowe wskazują, że różnicowanie się pęczka łukowatego jest związane z rozrastaniem się zakrętu skroniowego środkowego (MTG). To wyróżniająca się struktura u ludzi, która jest wyraźnie widoczna też u szympansów, ale nie stwierdzono jej u nieczłowiekowatych. Autorzy najnowszych badań postanowili sprawdzić, czy struktura homologiczna do AF może u nieczłowiekowatych istnieć pomimo braku u nich MTG. Mogliśmy tylko przypuszczać, ale nie byliśmy pewni, czy u nieczłowiekowatych istnieją homologiczne struktury, co u człowieka. Przyznam, że byłem zaskoczony ich odkryciem, mówi profesor Chris Petkov z Newcastle University. Badania te rzucają nowe światło na ewolucyjne początku AF. Wskazują na fragment AF związany ze zmysłem słuchu i dowodzą istnienia homologicznej struktury u szympansów i makaka królewskiego, czytamy w opublikowanej pracy. Okazało się też, że o ile u małp nieczłowiekowatych AF jest dość symetryczna, to u ludzi występuje silna asymetria, z bardziej rozwiniętą lewą stroną struktury, która odgrywa zasadniczą rolę w rozwoju mowy. Biorąc pod uwagę fakt, że asymetria taka występuje też u szympansów, można stwierdzić, że struktury w mózgu potrzebne do pojawienia się mowy zaczęły przybierać ostateczną formę u wspólnego przodka człowieka i małp człowiekowatych, z późniejszym jeszcze różnicowaniem u naszych bezpośrednich przodków. Jednak obecne badania wskazują, że wspólni przodkowie małp i małp człekokształtnych posiadali symetryczną strukturę łączącą części płata skroniowego odpowiedzialne za słuch z dolną częścią płata czołowego. U ludzi w tych obszarach znajdują się dwie niezwykle ważne dla rozwoju mowy struktury – ośrodek Wernickiego i ośrodek Broki. Nasze badania przesunęły pojawienie się prototypu AF odpowiedzialnego za rozpoznawanie mowy do czasu ostatniego wspólnego przodka ludzi i makaków (około 25 milionów lat temu), podczas gdy do niedawna sądzono, że początków tych struktur należy szukać u ostatniego wspólnego przodka ludzi i szympansów sprzed około 5 milionów lat, stwierdzili autorzy odkrycia. Nasze obserwacje zgadzają się też z hipotezą, że zdolność do przetwarzania języka rozwinęła się ze struktur odpowiedzialnych za słuch, dodają. « powrót do artykułu

W Fukushimie kwitnie dzikie życie. To kolejny, po Czernobylu, obszar katastrofy nuklearnej, gdzie po wyprowadzeniu się ludzi i mimo radioaktywnego skażenia, powróciła dzika przyroda. Takie wnioski płyną z badań zespołu naukowego z University of Georgia, który przeanalizował ponad 267 000 zdjęć wykonanych w Fukushimie i zauważył na nich przedstawicieli ponad 20 gatunków zwierząt, w tym dziki, zające, lisy, bażanty, makaki i szopy. Nasze badania to pierwszy dowód na obecność i obfitość dzikich zwierząt w strefie ewakuowanej w Fukushimie, mówi profesor James Beasley. Szczególnie widoczny jest wzrost liczebności tych gatunków, które zwykle wchodzą z ludźmi w konflikty, jak dziki. Zdjęcia pochodziły ze 106 aparatów pułapkowych umieszczonych w trzech strefach. Jedna z nich to strefa całkowitej ewakuacji ludzi, gdzie poziom zanieczyszczeń jest największy. Druga to strefa o ograniczonej obecności ludzi, ze średnim poziomem zanieczyszczenia. W końcu strefa trzecia to ta, w której ludzie pozostali. Wszystkie trzy strefy zostały ustanowione przez japoński rząd w 2011 roku. W ciągu 120 dni aparaty wykonały ponad 46 000 zdjęć dzików. Ponad 26 000 z nich wykonano w strefie całkowitej ewakuacji, 13 000 w strefie o ograniczonym dostępie, a w strefie zamieszkanej było to 7000 zdjęć. Podobny wzorzec zauważono w przypadku innych zwierząt. Naukowcy podkreślają, że nie badali stanu zdrowia populacji zwierząt. Naukowcy brali za to pod uwagę inne zmienne, jak odległość od dróg, pora dnia, w której zwierzęta były aktywne, rodzaj roślinności, typ terenu czy jego wysokość nad poziomem morza. Mamy tutaj różne typy terenów, od górskich po habitaty wybrzeża morskiego. [...] Opierając się na tych analizach stwierdziliśmy, że głównymi czynnikami wpływającymi na obfitość występowania zwierząt są poziom ludzkiej aktywności, wysokość nad poziomem morza i typ habitatu, a nie poziom promieniowania, mówi Beasley. Badania wykzały też, że wzorce aktywności większości gatunków są zgodne z tym, co o nich wiemy. Szopy, które zwykle są aktywne nocą, pozostały aktywne nocą, a bażanty, aktywne za dnia, były aktywne za dnia. W przypadku dzików zauważono jednak różnicę. Na obszarze niezamieszkanym były one bardziej aktywne za dnia niż na obszarze zamieszkanym, co sugeruje, że gdy nie ma ludzi, modyfikują swoje zachowanie. Jednak najbardziej interesujące spostrzeżenie dotyczyło zachowania serau kędzierzawego. To duży ssak podobny do kozy. Zwykle zwierzęta te unikają ludzi, jednak w przypadku Fukushimy okazały się najbardziej aktywne na wyżej położonych terenach wiejskich zamieszkanych przez ludzi. Naukowcy sądzą, że serau unikają w ten sposób szybko rosnącej populacji dzików w strefie ewakuowanej. Wśród dzikich zwierząt, które odradzają się w Fukushimie są m.in. lis, paguma chińska, łasica, jeleń wschodni i niedźwiedź himalajski. « powrót do artykułu

Przed federalnym sądem apelacyjnym w San Francisco zakończył się proces o prawa autorskie do najsłynniejszego zwierzęcego selfie. Sąd uznał, że makak Naruto, jako iż nie jest osobą, nie może wnieść przeciwko fotografowi pozwu o naruszenie praw autorskich. Początek sprawy sięga roku 2011 kiedy brytyjski fotograf natury David Slater robił zdjęcia w indonezyjskim rezerwacie Tangkoko. Nie wiadomo jak to się stało, że aparat Slatera wpadł w ręce makaka, który wykonał kilka zdjęć. Slater opublikował później książkę, w której zamieścił zdjęcia zrobione przez małpę, w tym słynne selfie. Organizacja People for the Ethical Treatment of Animals (PETA) wniosła w imieniu Naruto pozew do sądu, twierdząc, że Slater naruszył prawa autorskie makaka. W styczniu 2016 roku federalny sąd okręgowy w San Francisco orzekł, że nie można wnieść pozwu w imieniu Naruto, gdyż nie jest on osobą. We wrześniu PETA i Slater doszli do porozumienia, na podstawie którego fotograf przekaże rezerwatowi Tangkoko 25% przyszłych wpływów ze zdjęć wykonanych przez Naruto. Pomimo zakończenia sporu sprawa toczyła się przed sądem apelacyjnym. Wczoraj 9. Okręgowy Sąd Apelacyjny podtrzymał decyzję sądu niższej instancji. Sąd skrytykował PETA za to, że organizacja nie była w stanie udowodnić swoich stwierdzeń dotyczących jej związków z Naruto. Sąd przyznał też, że nie rozumie ugody pomiędzy Slaterem a PETA. PETA i Slater złożyli wniosek, w którym prosili sąd o oddalenie apelacji, gdyż zawarły ugodę. Nie jest jasne, jakie roszczenia wysuwane przez PETA są przedmiotem ugody, gdyż sąd miał wrażenie, iż apelacja dotyczy roszczeń Naruto, a jak wynika z wniosku złożonego przez PETA, Naruto nie był stroną ugody, ani nie zawarto porozumienia co do jego roszczeń. PETA prawdopodobnie uzyskała coś, co niekoniecznie trafi do Naruto, stwierdził sąd. PETA może poprosić sąd apelacyjny o wysłuchanie sprawy przed całym składem sędziowskim lub poprosić Sąd Najwyższy o jej rozpatrzenie. Takie działania są jednak mało prawdopodobne w świetle zawartej ugody. Zdjęcia wykonane przez Naruto nie są chronione prawem autorskim, gdyż nie zostały wykonane przez osobę. « powrót do artykułu