Referended Reading
Scientists create detailed map of dinosaur brain, Science, theguardian.com
Witmer Lab, Perspectives
Advanced Reading
Witmer and Ridgely, Anatomical Record: Description of T. Rex endocastes.
feladat Bevezetés
Mennyire voltak intelligensek a dinoszauruszok? Hogyan állapíthatjuk meg egy évmilliók óta kihalt élőlény intelligenciáját? Az egyik módja az, hogy megnézzük az agyának szerkezetét. Bár még soha senki nem látott dinoszaurusz agyat, megpróbálhatunk következtetni a szerkezetére egy olyan művelettel, amelyet koponyaendokópiának neveznek. Az endocast lényegében egy háromdimenziós modell a koponya belső teréről, más néven agykoponyáról. Ez az a tér, ahová az agy normális esetben kerül. A legkirályabb dolog az, hogy valójában nem kell gipszet készítenünk ahhoz, hogy megnézzük az agyhártya belső szerkezetét. Valójában elvégezhetjük a megkövesedett koponya CT-vizsgálatát, és számítógép segítségével modellezhetjük a koponya belső szerkezetét. Így meglehetősen jó képet alkothatunk arról, hogyan nézhetett ki a dinoszaurusz agya. Nézze meg például ennek a Tyrannosaurus Rex agyának endokópiáját, amelyet az Ohioi Egyetem Witmer-laboratóriuma készített. Ismerősnek tűnik?
A Tyrannosaurus agyának endokópiája. A méretarányos sáv 4 cm.
Forrás: Tyrannoszaurusz:
Itt ugyanez az agy a teljes koponya összefüggésében:
Noha a T. Rexnek hatalmas feje volt, látható, hogy az agyhüvely valójában nagyon kicsi a koponya méretéhez képest. Valójában a koponya nagy részét leginkább az állkapocs és az orrmelléküregek teszik ki. Az orrmelléküregekben volt a szaglóhám, amely a szagok érzékelésére szolgál. Ebből arra következtethetünk, hogy a szaglás nagyon fontos volt ennek a dinoszaurusznak. Ebből arra következtethetünk, hogy a T. Rex agyának szaglószervi területei is viszonylag nagyok voltak. Nézzük meg ezt az animációt, amely a koponyát, az orrmelléküregeket és az endocast (agy) mutatja:
Tehát menjünk vissza, és nézzük meg közelebbről az agyat, felismersz néhány agyterületet? A nagy struktúrák elöl a szaglógumók (ob feliratúak), a közelben pedig az agyféltekék (cer). Más, általunk megszokott struktúrák, mint például a látóideg vagy a kisagy, nehezen kivehetők, és valószínűleg kicsik voltak. A sárga ágak alul a koponyaidegek, amelyek az érzékszervi információkat szállítják a fejből az agytörzsbe, a piros görbe dolog pedig a vestibuláris labirintus, amely a dinoszaurusz egyensúlyérzékét szabályozza. Összességében a T. Rex előagya körülbelül 2 hüvelyk átmérőjű és 4 hüvelyk hosszú. Nem túl nagy!
Mit mondhatunk még erről az agyról? Bár az emlősök agyához képest nem túl nagy, más dinoszauruszok agyához képest meglehetősen nagy. Például ez az Ampelosaurus sauropoda agya éppen akkora, mint egy dió (az összehasonlítás kedvéért itt látható). Ennek van értelme, mivel a T-Rexek ragadozók voltak, és a ragadozóknak általában nagyobb agyuk van, ami lehetővé teszi számukra a vadászatot.
Ha emlékeznek, nemrég beszéltünk az enkefalizációs hányadosról, amely egy olyan mérőszám, amely összehasonlítja az agy és a test méretét, és némileg korrelál egy szervezet intelligenciájával. Ez az EQ mérőszám problémás a hüllők, madarak és más nem emlős gerincesek esetében, mivel a testméret és az agy közötti kapcsolat fajonként nagyon eltérő. Ennek ellenére, ha kiigazítjuk ezt, és összehasonlítjuk a T-Rex EQ-ját egy aligátoréval, akkor a T-Rex EQ-ja 1 és 2 között van, ami körülbelül kétszer annyi, mint egy nagy aligátoré. Ez azt jelenti, hogy a Tyrannosaurus okosabb volt, mint egy aligátor? Nem feltétlenül, legfeljebb azt mondhatjuk, hogy egy súlycsoportban vannak.
Talán hasznosabb megközelítés, ha összehasonlítjuk a dinoszauruszok agyának funkciószerveződését a krokodilok és madarak agyával. Az evolúció szempontjából a dinoszauruszok a krokodilok után fejlődtek ki, majd a madarak a dinoszauruszokból, így lenne értelme, hogy egy dinoszaurusz agya úgy nézzen ki, mint egy krokodilagy és egy madáragy keveréke. Egy nemrégiben készült tanulmányban Erich Jarvis és kollégái a Duke Egyetemen funkcionális térképeket készítettek a madarak és a krokodilok agyáról. Speciális genetikai címkézési technikák segítségével funkcionális térképeket tudtak készíteni az érzékszervi információk feldolgozásában és a hangok (vagy hangok) előállításában részt vevő különböző agyi régiókról. Ezután a dinoszauruszok agyának térképéhez a tudósok egyszerűen összevonták az aligátorok és a madarak agytérképeit. Ezután fogták ezt a térképet, és ráhelyezték a T-Rex agyának endokópiájára.
Forrás: Erich Jarvis, Chun-Chun Chen, Duke University
A dinoszaurusz nagyagya hat régiót tartalmaz. Ezek közül az egyik, a mesopallium, az összetett viselkedésben és feldolgozásban vesz részt. Ez ugyanaz a terület, amely az énekesmadaraknál a tanulásban és a dalok generálásában vesz részt, ami arra utal, hogy technikailag lehetséges, hogy a T-Rex ezt a régiót használhatta a fajának más tagjaival való kommunikációra. A dinoszauruszoknál kevésbé fejlett és fejlettebb állatok különböző agyi régióinak összehasonlításával elkezdhetünk egy kicsit következtetni arra, hogyan működött a dinoszauruszok agya. Az is figyelemre méltó, hogy annak ellenére, hogy a dinoszauruszok már több százmillió éve kihaltak, még mindig felismerhetünk olyan struktúrákat az agyukban, amelyek az élő állatokban még mindig megvannak. A gerincesek idegrendszerének alapvető szerveződése évmilliókon át megmaradt!”Klassz forrás: Ha tovább szeretnéd felfedezni az endoklasztokat, ez a Witmer-laboratórium oldala egy csomó interaktív 3D endoklasztot és filmet tartalmaz mindenféle élő és kihalt fajról, az embertől a kardfogú tigriseken át a dinoszauruszokig.
Útmutató:
Most, hogy megtanultad, hogyan használhatod az összehasonlító neuroanatómiát, hogy megismerd egy kicsit a kihalt állatok agyműködését, most a képzeletbeli élőlények agyműködésének meghatározására fogod alkalmazni a tudásodat! Ehhez a feladathoz egy blogbejegyzést fogtok készíteni, amelyben részletezitek bármely általatok elképzelhető élőlény agyi anatómiáját és szerveződését.
1. Válassz egy fiktív karaktert, vagy találj ki egy saját lényt. Használj egy rajzfilmfigurát, a kedvenc Pokémonodat vagy a kedvenc filmszörnyedet.
2. Vegyétek figyelembe a különböző érzékszervi képességeket, amelyekkel a lényetek rendelkezik, valamint a különböző típusú viselkedéseket, amelyekhez szükséges. Ezután az agy anatómiájáról és az agy szerveződéséről tanultak alapján tervezd meg ennek a lénynek az idegrendszerét. Gondold át, hogy az agy mely részei lennének a legnagyobbak, és melyek a legkisebbek. Gondold át, milyen érzékszervekkel rendelkezne a lényed. És gondolkodj el azon, hogy milyen típusú agyszerkezetre lenne szükséged a viselkedésének támogatásához. Ha például Tapsi Hapsira esne a választásom, akkor az agya valószínűleg egy nyúl agyának alakja lenne, kivéve, hogy mivel felegyenesedve jár, a gerincvelő és az agytörzs az előagytól derékszögben állna, mint az embernél, ahelyett, hogy egyenesen hátrafelé állna. Az előagy bizonyos, a nyelv létrehozásában részt vevő régiói sokkal nagyobbak lennének, mint egy közönséges nyúlé, csakúgy, mint a szociális megismerésben részt vevő területek, például a prefrontális kéreg. A normál nyulaktól eltérően Tapsi Hapsi agyában a szomatoszenzoros és motoros kéregben a kezei is jelentősen nagyobb mértékben lennének reprezentálva. Légy kreatív! Nyugodtan csatoljatok rajzokat, ábrákat vagy bármit, amit szeretnétek, hogy megtudjunk a lényetekről. Vagy egyszerűen csak írjatok egy sor leíró bekezdést.
3. Ha elkészült a projekted, kattints a bal oldali navigációs oszlopban a szekciód blogjára, és töltsd fel az összes anyagodat, beleértve a képeket és a szöveget is, egy új blogbejegyzésbe. Feltétlenül mellékeljetek egy képet a lényetekről.