Израильское исследование мозга черепах восстанавливает эволюцию зрения рептилий и млекопитающих

Ученые из Тель-Авивского университета обнаружили в зрительной коре черепах сложнейший вычислительный механизм, который ранее считался уникальной особенностью высокоразвитого мозга млекопитающих.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, доказывает, что зрительная кора черепах способна правильно фиксировать визуальные стимулы независимо от их расположения на сетчатке. Это открытие ставит под сомнение прежние представления об эволюции мозга.

Рептилии и млекопитающие разделились около 320 миллионов лет назад. В то время как мозг млекопитающих стал огромным и складчатым, мозг рептилий сохранил черты, близкие к общему предку. Наличие сложных механизмов обработки информации у современных черепах указывает на то, что эти способности, вероятно, возникли сотни миллионов лет назад у первых наземных позвоночных – общих предков рептилий и млекопитающих, в том числе людей.

В ходе экспериментов исследователи записывали нейронную активность бодрствующих животных и отслеживали движения их глаз. Оказалось, что мозг черепахи четко реагирует на новые объекты, даже если из-за поворота головы или движения глаз изображение попадает на разные участки сетчатки. Ученые отмечают, что собственные движения животного практически не вызывают реакции в коре, тогда как малейшее изменение во внешнем мире мгновенно активирует нервную систему.

Это означает, что даже простое устройство мозга позволяет эффективно отделять помехи, вызванные перемещением самого животного, от важной внешней информации.

Такая инвариантность восприятия помогает животным ориентироваться в пространстве и выживать в сложной среде. Ранее считалось, что подобные функции требуют иерархической обработки в высокоуровневых зонах коры, как у приматов. Но черепахи демонстрируют наличие "умной" визуальной системы даже без сложного мозга.

Один из ведущих авторов работы, доктор Марк Шейн-Идельсон, отметил: "Мозг черепах открывает уникальное окно в эволюционное прошлое. Поскольку черепахи и млекопитающие произошли от общего предка сотни миллионов лет назад, обнаружение развитых механизмов мозга у черепах предполагает, что эти способности либо возникли сотни миллионов лет назад, либо развивались независимо из-за схожего воздействия окружающей среды на обе линии".