Защо лявото полукълбо на мозъка контролира дясната страна на тялото, а дясното полукълбо - лявата? Тази необичайна организация е една от най-интригуващите характеристики на нервната система. Учени представят ново обяснение, с корени отпреди стотици милиони години.
Невроученият Мартин Весендорф (Martin Wessendorf) от Университета на Минесота и специалист по когнитивна невронаукаг Даниел Уан (Daniel Wang) са изследвали еволюционния произход на кръстосаните връзки на мозъка. Тяхната работа е публикувана в списание Frontiers in Neuroanatomy.
Откъде идва кръстосването?
Множество пътища се пресичат в човешкия мозък от едната страна на централната нервна система към другата. За да се разбере защо съществуват такива контралатерални (пресичащи средната линия) връзки, трябва да се проследи как сетивните и двигателните вериги са се развивали по време на еволюцията.
Една хипотеза започва от очите. Когато светлината преминава през лещата, изображението върху ретината се обръща: обектите отдясно се проектират върху лявата страна на ретината и обратно. След това сигналите пътуват по зрителния нерв до зрителното кръстовище (хиазма), където влакната са организирани така, че информацията от дясното зрително поле достига до лявото полукълбо, а от лявото - до дясното.
Някои от тези сигнали достигат до древна структура - оптичния тектум (при бозайниците, superior colliculus) - в средния мозък. Той улеснява бързите реакции на визуални събития, като например когато внезапно забележим движение наблизо. Всяка страна на тектума съдържа карта на противоположното зрително поле, а по-дълбоките му слоеве също съдържат карти на телесните усещания.
Оптичният тектум присъства във всички гръбначни животни, което го прави една от най-древните структури в нервната система. Ранната му поява може да обясни защо толкова много други невронни пътища се пресичат.
Защо сензорните сигнали преминават през мозъка и гръбначния мозък?
Изследователите са изследвали два основни пътя за предаване на усещания от тялото към мозъка. И двата преминават през централната нервна система и са широко разпространени сред четириногите - бозайници, птици, влечуги и земноводни.
Първият, пътят на дорзалния стълб, предава информация за леко докосване, вибрации и положението на частите на тялото. Сигналите от крайниците и торса се изкачват по гръбначния мозък, след което преминават към неврон в мозъчния ствол и оттам пътуват до противоположната страна. Този път липсва при рибите, но се среща при земноводните, влечугите, птиците и бозайниците, което показва, че е възникнал в началото на еволюцията на четириногите и е до голяма степен запазен.
Вторият път, спиноталамичният тракт, пренася информация за болка, температура, груб допир и натиск от периферията на тялото до главния мозък. За разлика от първия, той преминава в самия гръбначен мозък, след което сигналите пътуват до таламуса. Тази организация се среща при птици, бозайници и влечуги, както и при някои хрущялни риби като акули и скатове, което показва още по-дълбоки еволюционни корени.
Как мозъкът контролира движенията
Кръстосаната организация се простира и до двигателния контрол. Учените са идентифицирали три пътя, свързващи едното полукълбо с противоположната страна на гръбначния мозък.
Тектоспиналният тракт помага на тялото бързо да реагира на сигнали от околната среда. Оптичният тектум обработва не само зрението, но и звуците и телесните усещания, организирайки ги в карти, които са координирани с визуалната карта на противоположната страна. Например, ако сте на път да пресечете пътя и забелязвате приближаваща кола с крайчеца на окото си - инстинктивно се обръщате към нея. Този тракт се среща при повечето четириноги и някои хрущялни риби.
Руброспиналният тракт, който произхожда от червеното ядро на средния мозък, помага за контрола на крайниците. Той е особено забележим при повечето бозайници, но се среща и при други четириноги и някои хрущялни риби.
Фин контрол на движенията при хората
Третият път - кортикоспиналният тракт - е особено важен за хората, тъй като позволява прецизни движения, включително фини движения на пръстите. Неговата еволюционна история е по-сложна.
Всички гръбначни животни имат краен мозък (основната част на главния мозък), но само бозайниците имат шестслойна мозъчна кора. Тази шестслойна кора поддържа сложни функции: интегриране на усещанията с паметта, двигателна координация и обработка на езика.
При повечето бозайници кортикоспиналният тракт влияе предимно върху сензорната обработка. При приматите (включително хората) и някои животни, способни на особено прецизни движения, той достига и до областите на гръбначния мозък, които контролират мускулите, позволявайки сложни действия, като например координирани движения на пръстите.
Изследователите предполагат, че хората може да са развили фина моторика, като са адаптирали по-стара верига, първоначално свързана с обработката на сензорни сигнали. Еволюцията може да не е създала нова система, а по-скоро е надарила съществуващ път с допълнителна функция.
Кредит: Frontiers in Neuroanatomy DOI: 10.3389/fnana.2026.1937941
Обяснението отпреди половин милиард години
Според авторите, най-ранните зрителни вериги са установили модела, по който сензорните и моторните пътища са били организирани от противоположните страни на нервната система. По-късните вериги може да са наследили този модел по време на еволюцията, особено при четириногите.
Тъй като всички съвременни гръбначни животни имат оптична хиазма и оптичен тектум, които обработват информация от противоположното зрително поле, изследователите смятат, че тези структури вече са присъствали при примитивните безчелюстни риби през камбрийския период - преди приблизително 538-486 милиона години.
Ако тази хипотеза е вярна, основната организация на кръстосаните връзки в мозъка е започнала да се формира повече от половин милиард години преди появата на съвременните хора. Тази хипотеза е проверима: учените биха могли да изучат вкаменелите черепи на древни безчелюстни риби за анатомични доказателства за оптичния хиазъм и оптичния тектум.
Еволюционно наследяване, а не предимство?
Идеята оспорва схващането, че всяка необичайна биологична характеристика е възникнала с пряка полза за оцеляването. Еволюцията често модифицира съществуващите структури, вместо да създава нови системи от нулата. Когато древните зрителни пътища са установили кръстосана организация, този модел може да е повлиял на развитието на последващи сензорни и двигателни вериги.
Според тази хипотеза, кръстосаното окабеляване на мозъка е възникнало не защото е било по-ефективно да се контролира противоположната страна на тялото, а като отражение на постоянното влияние на древна верига, която еволюцията е използвала многократно. Това може да е един от най-трайните примери за това как нервната система запазва еволюционната си история: странната връзка между полукълбата и противоположните страни на тялото може да датира от зрителните системи на животни, живели преди повече от 500 милиона години.
Справка: Why is the right side of the brain responsible for the left side of the body? The evolutionary history of a puzzling trait; Martin W. Wessendorf, Daniel Delie Wang, Frontiers in Neuroanatomy, DOI: 10.3389/fnana.2026.1937941
Източник: Scientists may have finally explained why our brains and bodies are cross-wired, Frontiers
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Въздействието от либерализацията на пазара на електроенергия за битовите потребители
Crew Dragon достига МКС за първи път след по-малко от 8 часа (видео)
Европа е обявена за родно място на прилепите
1000-годишен амулет, открит в Русия, съчетава християнски светец с Горгона Медуза