Brain size 'not key to intellect'
Size may not be everything when it comes to brain evolution, say experts.
Instead, UK research reveals that the rising complexity of connections between brain cells may have been the biggest driving force.
The Nature Neuroscience study found clear differences between brain junctions in mammals, insects and single cell creatures.
Changes around half a billion years ago, they said, are likely to have been more important than brain size.
Prehistoric ancestors, such as homo erectus, had significantly smaller brains than modern man.
Evidence suggests that human brain size must have conferred an evolutionary advantage sufficient to make up for the obvious disadvantages - particularly the risks during childbirth, and the increased amount of energy needed to keep a larger brain running.
However, the research from Cambridge's Sanger Institute, and the universities of Keele and Edinburgh, says that this may not be the whole story, and that some of the key evolutionary "breakthroughs" may have relied on something more than an increase in the number of cells.
It looked closely at the synapse, the junction between nervous system cells, in three different types of creature, single-celled yeast, the fruit fly, and the mouse, all of which represent three distinct stages in the evolution of life on Earth.
Of particular interest were 600 proteins found in the synapses of mammals.
To their surprise, only about half of these were found in the synapses of the fruit flies, and, in the yeast cells, which don't have a brain, approximately 25% were present.
They suggest that the big advances in evolution, from single-celled to multi-celled, and at the change between invertebrates and vertebrates, may well have been sparked by a rapid change in the complexity of the synapse.
'Explosion'
Professor Seth Grant, one of those leading the study, said: "Our simple view that 'more nerves' is sufficient to explain more brain power is simply not supported by our study.
"The number and complexity of proteins in the synapse first exploded when multicellular animals emerged, some billion years ago.
"A second wave occurred with the appearance of vertebrates, perhaps 500 million years ago."
He said the finding offered clues not only to these massive changes, but to the ongoing evolution of humans.
"We are one step closer to understanding the logic behind the complexity of human brains," he said.
Dr Richard Emes, a lecturer in bioinformatics at Keele University, and another of the researchers, said: "It is amazing how a process of Darwinian evolution by tinkering and improvement has generated, from a collection of sensory proteins in yeast, the complex synapse of mammals associated with learning and cognition."
Dr Hugo Spiers, a neuroscientist from University College London, said that while the size of the brain could not explain all the differences in the abilities of the organ, it still had a major role to play.
He said: "We know that size isn't everything - for example, whales and elephants have much larger brains than we do.
"This new research is right in saying that there is a lot more we can learn about how synapses work to improve our understanding of the brain's complexities.
"However, it's also true that, if you are dealing with intelligence, there are certain parts of the brain which are disproportionately bigger in humans, and which do appear to make a difference."
นักวิจัยเมืองผู้ดีชี้สมอง"เล็ก-ใหญ่"ไม่ใช่เกณฑ์วัดฉลาด
ขนาดไม่ใช่เรื่องสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมอง งานวิจัยจากเมืองผู้ดีพบว่า แท้จริงแล้วความซับซ้อนของสารสื่อประสาทต่างหากที่เป็นปัจจัยให้มนุษย์ฉลาดล้ำ
ทีมวิจัยระบบประสาทวิทยาพบความแตกต่างระหว่างรอยต่อของสมองในกลุ่มสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แมลง และสัตว์เซลล์เดียว และพบว่า 5 แสนปีที่ผ่านมา สมองวิวัฒนาการจนขนาดไม่ใช่เรื่องสำคัญ
จากข้อมูลระบุว่า มนุษย์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ เช่น โฮโม อีเร็กตัส มีสมองเล็กกว่ามนุษย์ยุคใหม่มาก ทำให้เชื่อกันว่าสมองวิวัฒนาการเพื่อแก้ไขจุดอ่อนต่างๆ เช่น ความเสี่ยงแท้งระหว่างคลอด เมื่อสมองขนาดใหญ่ขึ้น มีพลังงานมากขึ้น เพิ่มโอกาสรอดให้ทารก
อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยจากสถาบันแซงเกอร์ของเคมบริดจ์ร่วมกับมหาวิทยาลัยคีเลและเอดินเบอระ กล่าวว่า ข้อมูลข้างต้นเป็นจริงเพียงบางส่วน แต่หัวใจสำคัญคือ จำนวนเซลล์ประสาทที่เพิ่มขึ้น
ทีมวิจัยศึกษาเปรียบเทียบสารสื่อประสาท หรือซินแนป ซึ่งเป็นตัวเชื่อมระหว่างเซลล์ประสาทของสิ่งมีชีวิต 3 ชนิด ได้แก่ ยีสต์เซลล์เดียว แมลงหวี่ และหนู พบว่าจำนวนโปรตีนในซินแนปของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีอยู่ราว 600 โปรตีน เทียบกับแมลงหวี่ มีโปรตีนเพียงครึ่งของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และในยีสต์เซลล์เดียว ซึ่งไม่มีสมอง มีโปรตีนเพียง 1 ใน 4 เท่านั้น
ข้อมูลดังกล่าวแสดงให้เห็นความก้าวหน้าของวิวัฒนาการจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมาถึงหลายเซลล์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและมีกระดูกสันหลัง ซึ่งสารสื่อประสาทมีความซับซ้อนขึ้น และเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
ศ.เซธ แกรนต์ หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า การค้นพบในครั้งนี้ไม่ได้อธิบายเพียงแค่วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต แต่ยังเกี่ยวพันกับวิวัฒนาการของมนุษย์ที่กำลังดำเนินอยู่ ให้เข้าใจตรรกเบื้องหลังความซับซ้อนของสมองมนุษย์อีกก้าว
ดร.ฮิวโก้ สปายเออร์ นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยคอลเลจ ลอนดอน กล่าวว่า แม้ขนาดของสมองไม่สามารถอธิบายความแตกต่างของการทำงานของอวัยวะต่างๆ ได้ แต่ก็มีหน้าที่หลัก
“งานวิจัยนี้ชี้ชัดให้เห็นว่า การศึกษาสารสื่อประสาทในสมองทำให้เราเข้าใจสมองที่ซับซ้อนได้ดีขึ้น แต่หากพูดถึงความฉลาดจะพบว่า มนุษย์มีสมองบางส่วนที่ใหญ่กว่า และเป็นตัวแปรชี้ความแตกต่างระหว่างมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ จริง“ ดร.ฮิวโก้กล่าว
1 ความคิดเห็น:
แล้วขนาดของหัวใจอ่ะ อิอิ......
แสดงความคิดเห็น