昆虫和人类的大脑难道是从共同的祖先进化而来的?
▲图片来源:pixabay.com
东京大学分子细胞生物学研究所的伊藤启等人利用黑腹果蝇,首次阐明了昆虫的躯体感觉神经回路的整体结构,并发现该结构与哺乳动物的相应结构极其类似。
在五感中,视觉、听觉、嗅觉、味觉等四感可在眼、耳、鼻、口等特定感觉器官中检测出来。与此相反,躯体感觉(包括触觉)系统是体内散在的各种感觉器官向大脑传送信息的复杂结构,其全貌尚未阐明。
研究人员利用黑腹果蝇建立了大量遗传重组系统(可在特定类型的细胞中诱导基因表达),通过筛选,对所有种类的躯体感觉细胞进行特异性地标记,最终成功地解析了向中枢神经系统投射的神经纤维。像这样,在感觉神经系统的一种特定神经中检测活动或进行功能改造的实验,在哺乳类的实验动物中是非常困难的。
此次发现的躯体感觉神经回路具有与哺乳动物非常高的相似性。既往研究已发现,在昆虫和哺乳动物中,视觉、嗅觉、味觉的神经回路结构非常相似。另外,该研究小组数年前的研究发现,感知声音和重力的中枢结构在昆虫和哺乳动物中也几乎相同。加上关于躯体感觉的此次研究,五感所有的神经回路结构都具有共性。
该研究发现,感觉器官的种类不同,其信息传达的中枢神经系统区域也不同;身体部位不同,信息传达的中枢神经系统区域也不同;同一种类的感觉器官通过不同的途径传达信息,信息传达的脑区域相同。这些基本结构与哺乳动物神经系统非常相似。
由此推测,昆虫和我们哺乳动物的大脑并不是各自进化,而是可能存在一个共同祖先(其大脑具备全部五感基本结构)。
参考文献:Science 2017;358:615-623
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