细胞架构的进化和海马的功能:来自人工选择实验的见解

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 进化生物学 进化生物学
• 代谢研究研究 代谢研究

背景情况:

• 跨种类研究表明,较大的哺乳动物大脑与较高的认知能力 (CA) 相相关,但代谢成本更高.
• 驱动这些模式的进化机制尚不清楚,因为选择通常在物种内部 (内部特异性) 起作用.

研究的目的:

• 为了调查大脑大小,代谢成本和CA的跨特异性模式是否存在于内特异性水平.
• 检查基底代谢率 (BMR) 在物种内CA的演变中的作用.

主要方法:

• 一个人工选择实验,使用实验室小鼠对基础代谢率 (BMR) 进行了分歧选择.
• 评估海马的大小,神经元密度,神经元活动的代谢成本 (细胞染色体c氧化酶密度) 和树突脊柱密度.
• 在选定的小鼠线中评估认知能力 (CA).

主要成果:

• 选择BMR并没有导致海马体大小的相关变化.
• 具有高BMR的小鼠表现出较高的CA.
• 高BMR的小鼠显示神经元密度增加,细胞染色体c氧化酶密度增加,树突脊柱密度增加.

结论:

• 这项研究挑战了连接大脑大小,新陈代谢和CA的跨特定模式的普遍性.
• 在CA的特定增长可以通过神经元的结构和功能修改而不是仅仅通过增加神经元数量或大脑大小来实现.
• 经由更高的新陈代谢支持的增强的神经元效率和连接性,可以推动物种内的认知进化.