Lectură recomandată
Scientists create detailed map of dinosaur brain, Science, theguardian.com
Witmer Lab, Perspectives
Advanced Reading
Witmer and Ridgely, Anatomical Record: Description of T. Rex endocast.
Assignment Introduction
Cât de inteligenți erau dinozaurii? Cum putem să ne dăm seama de inteligența unei creaturi care a dispărut de milioane de ani? O modalitate este să ne uităm la structura creierului său. Deși nimeni nu a văzut vreodată un creier de dinozaur, putem încerca să deducem structura sa făcând ceva ce este cunoscut sub numele de endocasting cranian. Ce este un endocast este, în esență, un model tridimensional al spațiului interior al craniului, cunoscut și sub numele de cutie cerebrală. Acesta este un spațiu în care se află în mod normal creierul. Lucrul grozav este că nu trebuie să facem de fapt un mulaj pentru a ne uita la structura internă a carcasei cerebrale. De fapt, putem efectua o scanare CT a craniului fosilizat și putem folosi un computer pentru a modela structura internă a craniului. Acest lucru ne permite să creăm o imagine destul de bună a modului în care ar fi arătat creierul dinozaurului. De exemplu, priviți endocastul acestui creier de Tyrannosaurus Rex realizat de laboratorul Witmer de la Universitatea din Ohio. Vi se pare cunoscut?
Endocastrare a creierului de Tyrannosaur. Bara de scară este de 4 cm.
Sursa: Witmer and Ridgely, 2009, The Anatomical Record
Iată același creier în contextul întregului craniu:
Chiar dacă T. Rex avea un cap uriaș, se poate observa că carcasa creierului este de fapt foarte mică în raport cu dimensiunea craniului. De fapt, o mare parte din craniu este în mare parte maxilarul și sinusurile. Sinusurile sunt locul unde se afla epiteliul olfactiv, care este folosit pentru a simți mirosul. Astfel, putem deduce că simțul mirosului era foarte important pentru acest dinozaur. De aici am putea prezice că zonele olfactive din creierul lui T. Rex ar fi, de asemenea, relativ mari. Aruncați o privire la această animație, care arată craniul, sinusurile și endocastul (creierul):
Deci, haideți să ne întoarcem și să ne uităm cu atenție la creier, recunoașteți unele regiuni ale creierului? Structurile mari din față sunt bulbii olfactivi (etichetați ob), iar în apropiere sunt emisferele cerebrale (cer). Alte structuri pe care suntem obișnuiți să le vedem, cum ar fi tectul optic sau cerebelul, sunt greu de dedus și probabil că erau mici. Ramurile galbene din partea de jos sunt nervii cranieni, care transportă informațiile senzoriale de la cap la trunchiul cerebral, iar chestia roșie și zbârcită este labirintul vestibular, care controlează simțul echilibrului la dinozauri. În total, creierul anterior al T. Rex are un diametru de aproximativ 5 cm și o lungime de 5 cm. Nu foarte mare!
Ce mai putem spune despre acest creier? Deși nu este foarte mare în comparație cu creierele mamiferelor, este destul de mare în comparație cu creierele altor dinozauri. De exemplu, acest creier de la sauropodul Ampelosaurus este cam de mărimea unei nuci (prezentat pentru comparație). Acest lucru are sens din moment ce T-Rex-urile erau carnivore, iar carnivorele tind să aibă creiere mai mari, care le permit să vâneze.
Dacă vă amintiți, am vorbit recent despre coeficientul de encefalizare, care este o măsură care compară siuza creierului cu cea a corpului și care se corelează oarecum cu inteligența unui organism. Această măsură a coeficientului de inteligență este problematică pentru reptile, păsări și alte vertebrate nemamifere, deoarece relația dintre dimensiunea corpului și creier variază foarte mult între specii. Acestea fiind spuse, dacă facem o ajustare pentru acest aspect și comparăm EQ-ul lui T-Rex cu cel al unui aligator, EQ-ul lui T-Rex este între 1 și 2, ceea ce reprezintă aproximativ de două ori mai mult decât cel al unui aligator mare. Înseamnă asta că Tyrannosaurus era mai inteligent decât un aligator? Nu neapărat, cel mult putem spune că sunt în aceeași zonă.
Poate că o abordare mai utilă este să comparăm organizarea funcțională a creierului dinozaurilor cu creierul crocodililor și al păsărilor. În termeni de evoluție, dinozaurii au evoluat după crocodili și apoi păsările au evoluat din dinozauri, așa că ar fi logic ca un creier de dinozaur să arate ceva asemănător cu un amestec între un creier de crocodil și un creier de pasăre. Într-un studiu recent, Erich Jarvis și colegii săi de la Universitatea Duke au realizat hărți funcționale ale creierului de pasăre și ale creierului de crocodil. Folosind tehnici speciale de etichetare genetică, ei au reușit să realizeze hărți funcționale ale diferitelor regiuni ale creierului implicate în procesarea informațiilor senzoriale și în generarea vocalizărilor (sau a sunetelor). Apoi, pentru a obține harta creierului dinozaurilor, oamenii de știință au fuzionat pur și simplu acele hărți ale creierului aligatorilor și ale păsărilor. Apoi au luat această hartă și au suprapus-o pe un endocast al creierului de T-Rex.
Sursa: Erich Jarvis, Chun-Chun Chen, Duke University
Creierul dinozaurului conține șase regiuni. Una dintre ele, mezopallium, este implicată în comportamente și procesări complexe. Aceasta este aceeași zonă care este implicată în învățarea și generarea cântecelor la păsările cântătoare, ceea ce sugerează că este posibil din punct de vedere tehnic ca T-Rex să fi folosit această regiune pentru a comunica cu alți membri ai speciei sale. Prin compararea diferitelor regiuni ale creierului la animale mai puțin evoluate și mai evoluate decât dinozaurii, putem începe să deducem câte ceva despre modul în care funcționa creierul dinozaurilor. Ceea ce este, de asemenea, remarcabil este faptul că, deși dinozaurii au dispărut de sute de milioane de ani, încă mai putem recunoaște în creierul lor structuri pe care le mai au animalele vii. Organizarea de bază a sistemului nervos al vertebratelor s-a menținut timp de milioane și milioane de ani!Resursă rece: Dacă doriți să explorați în continuare endocasturile, această pagină din laboratorul Witmer are o mulțime de endocasturi 3D interactive și filme de la tot felul de specii, vii și dispărute, de la oameni, la tigri cu dinți de sabie și dinozauri.
Instrucțiuni:
Acum că ați învățat cum puteți folosi neuroanatomia comparativă pentru a afla câte ceva despre funcția creierului la animalele dispărute, acum vă veți aplica abilitățile pentru a determina funcția creierului la creaturi fictive! Pentru această temă, veți genera o postare pe blog în care veți detalia anatomia și organizarea creierului oricărei creaturi pe care v-ați putea-o imagina.
1. Alege un personaj fictiv sau inventează-ți propria creatură. Folosiți un personaj de desene animate, Pokémon-ul preferat sau monstrul vostru preferat din filme.
2. Luați în considerare diferitele abilități senzoriale pe care le are creatura voastră, precum și diferitele tipuri de comportament este necesar să facă. Apoi, pe baza a ceea ce ați învățat despre anatomia creierului și organizarea creierului, proiectați sistemul nervos al acestei creaturi. Gândiți-vă ce părți ale creierului ar fi cele mai mari și care ar trebui să fie cele mai mici. Gândiți-vă ce organe senzoriale ar avea creatura dvs. Și gândiți-vă de ce tipuri de structură a creierului ați avea nevoie pentru a-i susține comportamentul. Astfel, de exemplu, dacă l-aș alege pe Bugs Bunny, creierul său ar avea probabil forma unui creier de iepure, cu excepția faptului că, din moment ce merge în poziție verticală, măduva spinării și trunchiul cerebral ar fi la un unghi drept față de creierul anterior, la fel ca la oameni, în loc să fie drept în spate. Anumite regiuni ale creierului anterior implicate în generarea limbajului ar fi mult mai mari decât la un iepure obișnuit, la fel ca și zonele implicate în cunoașterea socială, cum ar fi cortexul prefrontal. Spre deosebire de un iepure normal, creierul lui Bugs Bunny ar avea, de asemenea, o reprezentare semnificativ mai mare a mâinilor sale în cortexul somatosenzorial și motor. Fiți creativi! Nu ezitați să includeți desene, diagrame sau orice altceva ați dori să știm despre creatura dumneavoastră. Sau pur și simplu scrieți un set de paragrafe descriptive.
3. Odată ce proiectul dvs. este finalizat, faceți clic pe blogul secțiunii dvs. în coloana de navigare din stânga și încărcați tot materialul dvs., inclusiv imaginile și textul, într-o nouă postare pe blog. Asigurați-vă că includeți o imagine a creaturii dumneavoastră.
.