Существует ли связь между атлетичностью и размером головного мозга?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, ученые Университета Калифорнии в городе Риверсайд провели несколько лабораторных экспериментов с участием домашних мышей и обнаружили, что грызуны, которых выводили с целью развития любви к тренировкам, имели более крупный средний мозг по сравнению с обычными мышами.

В лаборатории Теодора Гарланда (Theodore Garland) была измерена масса головного мозга вышеописанных уникальных атлетичных домашних мышей, выведенных с повышенным желанием работать на беговом колесе, и, кроме того, были изучены изображения мозга высокого разрешения. В ходе данного исследования ученые установили, что у атлетических мышей объем среднего мозга, – небольшого участка, отвечающего за передачу информации к зрительной, слуховой и моторной системам, – оказался почти на 13 процентов больше, чем у контрольных грызунов.

«Насколько нам известно, это первый пример, в котором селекция с целью получения определенного поведения, – в данном случае – высокое желание мышей бегать в колесе, – вызвала изменения размеров специфического участка головного мозга», – говорит Гарланд, профессор биологии, ведущий ученый данного исследования.

Результаты этой научной работы были опубликованы в онлайновой версии The Journal of Experimental Biology.

Селекция мышей с целью повышения желания работать на беговом колесе длится в лаборатории Гарланда уже почти 20 лет, – а это более 65 поколений домашних мышей. Для анализа массы и объема головного мозга мышей ученые рассекали мозг на две разные части, мозжечок, отвечающий за координацию движений, и немозжечковые зоны. Затем эти части были взвешены по отдельности.

Мозжечок играет большую роль в координации. Средний мозг, часть немозжечковой зоны, в которой находятся различные сенсорные и двигательные ядра, важна для поощрительного обучения, мотивации и укрепления поведенческих моделей. В ранее проведенных исследованиях была установлена связь между величиной мозга и повышенной выживаемостью различных видов животных и птиц в новой среде.

Ученые обнаружили, что по сравнению с обычными мышами их собратья с повышенным желанием бегать в колесе имели более крупный по объему средний мозг, а также больше немозжечковой массы, однако, размер мозжечка и общая масса головного мозга оказались без изменений.

Главный вопрос, на который пытались ответить ученые в своем исследовании, – может ли селекция определенных поведенческих особенностей (используя экспериментальную парадигму эволюции), таких как желание тренироваться, вызвать изменения в размерах головного мозга. А дополнительный поставленный вопрос, – являются ли какие-либо изменения в размерах головного мозга преобразованием всего мозга или же они являются «мозаичными», то есть, затрагивают только один участок или несколько участков мозга.

«Наши результаты, которые состоят в том, что мыши с повышенным желанием тренироваться имеют увеличенную немозжечковую массу головного мозга, а также среднего мозга, но при этом не показывают статистически значительного увеличения общей массы или объема мозга, подтверждают мозаичную теорию эволюции мозга», - отмечает Гарланд.

Между тем, насчет того, как результаты данного исследования могут быть связаны с человеком, пока ничего не ясно.

«Возможно, что разница отдельных людей в склонности или способностях к тренировкам связана с разницей в размерах среднего мозга, однако, прежде этого никто не изучал», – говорит Гарланд. – Если бы у нас была возможность проводить MRI среднего мозга младенцев, до того как эти младенцы начнут «тренироваться», а затем наблюдать за ними в дальнейшем, то, возможно, мы бы могли определить наследственные генетические различия размеров среднего мозга, влияющие на склонность к тренировкам в будущем».