动物为何出现大脑的不对称使用

来源:中国实验动物信息网 发布时间:2017年05月02日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章

很多左撇子能飞快地说出一系列杰出的战友:奥普拉·温弗瑞,阿尔伯特·爱因斯坦和贝拉克·奥巴马,暂且这三位,但是他们可能还想算上风头鹦鹉、"左撇子"松鼠和一些家猫。用左手或右手的习惯、或者左右手不对称的使用习惯普遍存在于动物界,包括鸽子和斑马鱼。但是为何人类和动物都自然而然地喜欢一边多于另一边,我们从中能学到哪些关于大脑内部运作的知识?研究人员在4月19日发表于inNeuron的综述中对这些问题进行了探讨。

 "研究不对称性可以为研究大脑的运作描绘最基础的蓝图。"奥努尔·关图尔说到。他是位于德国的波鸿鲁尔大学认知神经科学研究所首席作者。"它给我们提供了一个前所未有的途径来探知早期的大脑发展是如何最终决定大脑的命运的。"因为不对称现象并非局限于人类大脑,运用大量动物模型可以帮助解开偏侧性现象的遗传和后天形成的机制。

关图尔说大脑偏侧性表现为三个目的。其中第一个是感知专一化:一项任务越复杂,越有助于大脑腾出一个专门的区域来完成这项任务。例如,大多数人的右脑专注于人脸识别,而左脑则负责识文认字。

下一个区域是机械专一化,这就说到左撇子了。"我们用手做各种活动是生物进化的一个奇迹,"他说。"我们是双手的主人,通过将这种训练汇集到我们大脑的某个半球,我们会愈加敏捷、高效。"自然选择似乎提供了一个优势,使得一定比例的人口--大约10%--更倾向于使用另一只手。连接二者的是平行处理功能,这确保我们可以用不同的大脑区域同时做两件事情。

大脑不对称存在于许多脊椎动物和无脊椎动物中。关图尔是南非斯泰伦博斯高级研究所的访问学者,他说"实际上,这是大自然的创造,进化的结果,因为许多动物跟我们一样有专一化的需求。"。研究表明鸟类,比如鸡,用一只眼睛从卵石中区分谷物的同时,用另外一只眼睛警惕观察头顶的捕食者。

对鸽子的研究发现这种专一化一般是环境影响的结果。在幼鸽尚未孵化之时,它会右眼看外面,左眼看着身体。当右眼接触到壳外穿透过来的光线时,会促发一系列的神经元变化使得两只眼睛最终负责不同工作。

同时,一个斑马鱼的偏侧性模型使研究人员可以研究不对称发展的遗传因素。一些重要发育途径的研究,包括Nodal信号通路,揭示了在胚胎发育早期纤毛是如何将基因产物转移到大脑的这一边或者另一边的。通过控制Nodal和其它通路的基因,研究人员可以研究这些发育变化对斑马鱼行为的影响。

关图尔说通过这个研究可以洞察大脑区域不对称对人类大脑的影响。"大脑区域不对称性与人类大脑紊乱紧密相关。"他说到。"如果我们明白偏侧性的个体发生,我们将会取得一个质的飞跃,弄明白这些病理学案例里大脑构造在早期发育过程中是如何出错的。"

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170419131801.htm

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