iPon Cikkek

Az elefántagy rejtélye

Dátum | 2016. 04. 17.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Amikor felmerül az a kérdés, hogy mi különbözteti meg az embert a többi állattól, a legtöbb szakértő egyetért abban, hogy a válasz a kognitív képességekkel áll kapcsolatban. Agyunk valamiért másként működik, sokkal összetettebb gondolkodást tesz lehetővé, mint az állatvilág többi tagjának agya. Bár hiba lenne azt gondolni, hogy az evolúció az emberi fajban teljesedett ki, az kétségkívül igaz, hogy (legjobb tudomásunk szerint) csak mi kutatjuk másságunk titkait, vagyis mi tesszük mikroszkóp alá más fajok szöveteit, nem pedig fordítva. Az emberi agyat valamilyen okból másfajta problémák foglalkoztatják, mint a többi faj egyedeit. Sokan úgy vélik, hogy ennek hátterében hatalmas agyunk áll: ha az agy felel a tudatos gondolkodásért, a nagyobb agy fejlettebb kognitív képességeket tesz lehetővé, gondolhatnánk. De akkor mi a helyzet az elefántokkal? Ezek agya jóval méretesebb az emberénél, viselkedésük mégsem olyan összetett és flexibilis, mint fajunk tagjaié. A nagyobb agyméret és a kognitív képességek fejlettsége közti kapcsolat ráadásul csak akkor állhat fent, ha feltételezzük, minden agy egyformán épül fel, és a nagyobb térfogat több idegsejtet is jelent. Ez azonban nem igaz, állítja Suzana Herculano-Houzel brazil neurológus. A főemlősök agya éppen attól tűnik érdekesnek, hogy ennek szerkezete úgy alakult az evolúció során, hogy minél kisebb térbe minél több idegsejt férjen el.
A kognitív képességek másik lehetséges fokmérőjeként tehát az idegsejtek száma adódik, mondja a kutató, aki társaival azt igyekszik felderíteni, hogy milyen kvantitatív mutatók mentén lehet megragadni az ember és a többi állat gondolkodásában jelentkező kvalitatív különbségeket. Az elmúlt évek kutatásai persze számos esetben igazolták, hogy egyes nem emberi fajok tagjai lenyűgöző mentális képességekkel rendelkeznek. A főemlősök és a varjak ügyes eszközhasználók, a papagájok képesek megtanulni egyes tárgyak nevét, a gorillák és a csimpánzok el tudják sajátítani a jelnyelvet, és a csimpánzok képesek felfogni a hierarchikus sorozatok lényegét is, vagyis nagyság szerint sorba tudják rendezni az egyforma alakú formákat. A csimpánzok és az elefántok időnként együttműködnek, ha egy távoli táplálékforrást akarnak megközelíteni. A főemlősök képesek felmérni fajtársaik kedélyállapotát, és megtéveszteni egymást. Ha a szarka észreveszi, hogy tanúja van annak, hova rejtette el táplálékát, amint a leselkedő eltűnik, másik rejtekhelyet keres. A csimpánzok, a gorillák, az elefántok, a delfinek és a szarkák is képesek felismerni önmagukat a tükörben.
Ezek a rendkívül érdekes megfigyelések kiválóan jelzik, hogy bizonyos körülmények között milyen magas szintű gondolkodásra képesek a nem emberi fajok tagjai. Fontos ugyanakkor leszögezni, hogy a legtöbb említett viselkedést legfeljebb néhány alkalommal figyelték meg a kutatók egy-egy faj tagjain, ezek nem alkalmasak tehát arra, hogy egy kognitív képességek felmérését célul kitűző, összehasonlító elemzést rájuk alapozzanak a szakértők. A gondolkodás összetettségét valamilyen más módon kell mérni ahhoz, hogy az eredmény fajonként összevethető legyen. Erre tett kísérletet egy 2014-es kutatás, amelynek során a szakértők több faj egyedein vizsgálták az önuralom képességét. Ennek mértéke az előzetes feltevések szerint a homloklebenyi kéregrész összetettségétől függ. A rágcsálókon, kutyaféléken, ázsiai elefántokon, madarakon és főemlősökön elvégzett vizsgálatból az derült ki, hogy az önuralom mértéke az agy térfogatával korrelál. A sorból egyetlen faj, az elefánt lógott ki, amely óriási agymérete ellenére elképesztően leszerepelt a teszteken. Az eredményre persze többféle magyarázat is lehetséges. Elképzelhető, hogy a vizsgált elefántokat nem érdekelte a feladat vagy a jutalom, vagy egyszerűen örömüket lelték abban, hogy gondozóikat idegesítik (ami egyébként a főemlősökön végzett kísérletek során meglepően gyakran előfordul). És persze az is lehetséges, hogy az afrikai elefánt agykérgének homloklebenyi része egyszerűen kevesebb neuront tartalmaz, mint ami a többi vizsgált fajra jellemző.
Herculano-Houzel és társai hamar rájöttek, hogy a vizsgált rágcsálók és főemlősök agyában jelentős eltérések figyelhetők meg az egyes agyi régiókban található neuronok számának arányában. A szakértők úgy becsülték, hogy ha az elefánt agya a rágcsálókéhoz hasonló felépítésű, akkor agykérge 3 milliárd, kisagya pedig 21 milliárd neuront tartalmazhat. Összehasonlításképpen az emberi agykérget 16 milliárd, a kisagyat 69 milliárd idegsejt építi fel. Ha viszont az elefánt agya inkább a főemlősök agyára hasonlít, agykérge 62 milliárd, kisagya pedig 159 milliárd neuront is tartalmazhat. Az elefántok persze se nem rágcsálók, se nem főemlősök, hanem az Afrotheria öregrend tagjai, amelybe rajtuk kívül több kistestű emlős, például az elefántcickányok, illetve néhány közepes és nagyobbacska állat – pl. szirtiborzok, tengeri tehenek – is beletartozik. A csoport korábbi vizsgálatai ugyanakkor azt mutatták, hogy az öregrend kistestű tagjainak agya a rágsálókéhoz nagyon hasonlóan épül fel. A legfontosabb kérdés az volt, hogy az afrikai elefánt agya, amely több mint háromszor nehezebb az emberénél, mennyi idegsejtet tartalmaz. Ha többet, mint az emberi agy, ez cáfolhatja a kogníció és az idegsejtek száma közti kapcsolat fennállását. Ha viszont az emberi agy jelentősen kisebb mérete ellenére is több neuronnak ad otthont, az alátámaszthatja Herculano-Houzel hipotézisét.
A gondolkodás összetettsége szempontjából különösen érdekesnek tűnt, hogy hány neuronból áll össze az elefántok agykérge, hiszen a tudomány jelen állása szerint az agy ezen része felel az absztrakt gondolkodásért, az összetett döntéshozatalért és a hosszú távú tervek létrehozásáért. A kéreg ugyanakkor a legfrissebb kutatások szerint komplex kapcsolatban áll a kisaggyal is, és egyre több jel utal arra, hogy a két agyrész közösen dolgozza fel az információkat. A kutatás eredménye szempontjából tehát a kisagy neuronjainak száma is érdekesnek tűnt. A szakértők nekiláttak az afrikai elefánt idegsejtjeinek számbavételének. A több mint 2,5 kilogrammos agyat először vékony szeletekre vágták egy méretes henteskéssel (eleinte egy felvágottak szeletelésére használt géppel próbálkoztak, ennek használata során azonban túl nagy volt az anyagveszteség) , majd nekiláttak a belső struktúrák különválasztásának. A kérget és a kisagyat aztán még kisebb darabokra szelték, majd különválasztották a szürke- és a fehérállományt. Végül 381 szövetdarabot kaptak, amelyeket egyesével kellett feldolgozni. Az 5 gramm fölötti minták elemzése egyenként több napot vett igénybe. Amikor két hónap elteltével még mindig csak a minták tizedén voltak túl, a kutatócsoport tagjai úgy döntöttek, hogy segítségre van szükségük, így elkezdtek egyetemi hallgatókat is bevonni a munkába. A stratégia bevált, és lelkes csapatnak végül hat hónap alatt sikerült az elefánt agykérgének minden egyes idegsejtjét mikroszkóp alatt számba venni. És hogy mi lett a végeredmény? Az afrikai elefánt jóval több, háromszor annyi idegsejtet hordoz agyában, mint az ember: összesen 257 milliárd neuront az ember 86 milliárd idegsejtjéhez képest. A sejtek elhelyezkedése ugyanakkor rendkívül meglepő: az elefántok neuronjainak 98 százaléka a kisagyban kap helyet. És bár minden emlősre jellemző, hogy a kisagy tartalmazza idegsejtjeik javát, az elefántok vizsgálata előtt egyetlen olyan állatot sem találtak, amelynek kisagya az agyi neuronok 80 százalékánál többnek adott volna helyet. Az óriási aránytalanság eredményeként az elefántok agykérge mindössze 5,6 milliárd idegsejtből épül fel, ami rendkívül kevés az ember 16 milliárd agykérgi neuronjához képest.
Az agy tömege alapján felállított hierarchia
Úgy tűnik tehát, hogy a kognitív képességek szempontjából az a döntő, hogy hány idegsejt építi fel az agykérget, mondja Herculano-Houzel. Ez a „képlet” a többi megvizsgált emlősre is helytállónak tűnik. A fajok agykérgi neuronok száma alapján felállított sorrendje sokkal inkább megfelel az intelligenciával kapcsolatos megfigyeléseknek, mint az agy tömege alapján felállított sorrend, amely az elefántot az ember elé, és a zsiráfot a nem emberi főemlősök elé sorolja.
Az agykérgi neuronok száma alapján felállított sorrend
Az emberi kogníció a kutatók szerint két dolognak köszönheti magas szintjét: fajunk tagjai az élővilágban egyedülállóan nagyszámú agykérgi neuronnal rendelkeznek, és ezeket képesek is ellátni megfelelő mennyiségű energiával. A főzés és a mezőgazdaság elterjedése ugyanis lehetővé tette, hogy sokkal bőségesebben étkezzünk, mint a vadon élő fajok tagjai.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

17. gombabacsi
2016.04.17. 12:48
mondjuk ha elefánt lennék, azaz nem lenne termésetes ellenségem, és akkora lennék mint az elefánt, lehet, hogy én se fejlesztettem volna ki magamban önuralmat
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. gombabacsi
2016.04.17. 12:50
ja és mikor jut végre el oda a tudomány, hogy elfelejti az olyan kijelentéseket, hogy x faj képes absztrakt gondolkodásra, más faj meg nem

csak mennyiségi különbségek vannak. tehát az egyre fejlettebb faj egyre inkább képes erre, meg minden másra is.

de nekem az is fáj amikor a tudatról beszélnek. hogy az embernek van tudata, az állatnak nincs. a tudat is mennyiségi dolog. egyre inkább van tudat ahogy nő a fejlettség.
az persze tény hogy az embernél egy hatalmas ugrás van, ami szinte kifejezhetetlen
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. kiskoller gomba...
2016.04.17. 14:36
Bizonyos emberekre is mondjuk, hogy képtelenek absztrakt gondolkodásra.
Egy bizonyos mennyiség esetén képes vagy rá, amúgy meg nem. Egyáltalán nem.

Mi a baj ezzel?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. Renhoek gomba...
2016.04.17. 15:27
"ja és mikor jut végre el oda a tudomány, hogy elfelejti az olyan kijelentéseket, hogy x faj képes absztrakt gondolkodásra, más faj meg nem"

Ilyet egyetlen tanulmány sem állít... maximum egyes kutatók, akik az öntudattal foglalkoznak, egy vitában ismertetik a hipotéziseiket. Amúgy ez inkább filozófia. A tudat például.

Nem lehet tudományos módszerekkel kimutatni egyes állatokban az öntudat létezését, mivel még a fogalma sem tiszta. Az, hogy egy halnak nincs, az is feltételezés (bár eléggé elfogadható), mert a hálózat alapján egy reflexes öntudatlan rendszer. Pont mint a gerincvelőd. Amikor megéget a gyertya, akkor a gerincvelői motoros sejtek azonnal elrántják a kezedet, nincs absztrakció, nincs tudat, csak reflex. A hal pont így reagál a dolgokra a hálózat alapján.
...de ugyan így tud egy szimulált neurális hálózat is reagálni dolgokra, sőt még tanulni is képes. Ezért nem tiszta az öntudat, hanem egy spektrum kb. Az már filozófia, hogy a halban van-e olyan mozivászon szerűség, mint bennünk... Itt olyan kérdések is vannak, hogy csak és kizárólag neuronhálózatoknak lehet öntudata? Mi van a szimulált hálózatokkal? Mi van a molekuláris alapon működő érzékelőkkel és aktuátorokkal? (Pl egy baktérium képes feladatokat megoldani, élelmet keresni, szaporodni, reagálni... ahogy egy hal is - pedig még neuronjai sincsenek) - másfelől pedig egy embercsoportnak vagy országnak is lehet egy közös öntudata akár magasabb szinten. Hiszen az agyunk is egy parlament kb, egy nehéz döntés előtt óriási kielemzés folyik, szimulációk, és végül a döntés megszületése valamilyen pálya és "vita" eredménye a neuronok között.

Az kognitív tulajdonságok és absztrakt gondolkodás azért eléggé mérhető kvantitatívan és kvalitatívan is. Ez simán lehet megalapozott tudományos dolog. Egyébként itt is, nem tudom honnan szűrted le, hogy bármelyik tanulmány is azt állítaná, hogy mondjuk 100%-ban nincs egy fajnak absztrakt gondolata. Maximum a neurháló milyenségéből, agyi anatómiából és a viselkedésekből lehet következetni, de ez is eléggé ingoványos terep. Itt tapogatózás van, semmi kijelentés. Ha lenne is, egyből megtámadják a kollégák 20 féleképpen és elindul egy tökjó kis vita a témában.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. crowly
2016.04.18. 10:21
A sejtek milyensége is tényező lehet. Ezt egyáltalán nem is említik. Ezek szerint minden állatban 100% ugyanazok a sejtek építik fel az agyat? Lehet, hogy a mienk egy kicsit máshogy működik. Pl több kapcsolódást képes kezelni. Vagy eltérés lehet abban is, hogy különböző területek hogyan dolgoznak össze. Egyáltalán van-e olyan terület egyes fajokban ami arra a feladatra specializálódott mint az emberben lévő xyz terület.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. Rathrol
2016.04.18. 11:07
Szerintem rossz az ábra...elől kellene a férfiaknak lenni utána a nőknek!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2016.04.18. 11:49
Jó helyen van a nő: a biblia szerint is v2.0, mindenképp egy upgradelt verzió.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. Renhoek
2016.04.18. 15:00
Mert így is van. pl egér és humán neuronok nem sokban különböznek. sőt a hippocampus, thalamus stb ezek nagyon jól vizsgálhatóak egérben, mert ősi rendszerek. A nagy különbség a neokortexben van. Sejtszinten egy egérben is pont ugyan azok az építőelemek. A sejtszám nem túlzottan jó mérőszám... a hálózat komplexitása a neokortexben rejti a lényeget. Ezt pl optogenetikai taggingel vizsgáljuk, mi mivel áll kapcsolatban.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. ChoSimba tbs
2016.04.18. 16:43
A biblia egyáltalán nem írja, hogy a nő upgrade lenne. Ugyanúgy lehet downgrade is.
Azért mert másodiknak készült, még nem feltétlen lesz jobb, mint az első. A kérdés, hogy mi célból készült ? Nem volt jó az első és kellett egy jobb vagy csak azért készült a nő, hogy a pasi ne unatkozzon ? Ez utóbbi esetben inkább csak egy redukált utasításkészletű egyed a nő
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. Renhoek ChoSi...
2016.04.18. 18:28
Ezzel kapcsolatban az a legnagyobb vicc, hogy minden emberi lény "nőként kezdi"... vagy legalábbis semleges lényként. Az Y kromoszóma kezdi el legyártani a heréket, ha ennek hiányában alakul tovább a női nem, ahogy tenné alapjáraton. Szóval mi férfiak csak egy patch vagyunk

(Később a hormonális hatások során alakul a férfi/női idegrendszer... Óramű pontosságú hormonális hatásokról van szó, amik ha elcsúsznak, akkor lehet ténylegesen férfi testbe zárt női agy pl.

Szóval jó nagy baromság a biblia ezen része mert inkább fordítva van.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Terror Renho...
2016.04.18. 18:40
Már eleve az a tény, hogy Y kromoszómád van, ellentmond annak az állításnak, hogy nő legyél, vagy semleges nemű (az ember esetében ilyen nincs is). A nemi jegyek kialakulása más kérdés.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. ChoSimba Renho...
2016.04.18. 18:56
Igen, tudom. És erre mondják, hogy mindenki nőként kezdi, de van aki továbbfejlődik
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Geralt_of_... Terro...
2016.04.18. 19:00
Ezt a részt én sem értettem, mert anélkül el sem indul a sejtosztódás, hogy ne termékenyítené meg a hímivarsejt a petesejtet, szóval elvileg már az első sejtosztódás előtt el van döntve mindenkinél, hogy XX-es vagy XY-os kromoszómákkal indul-e. Vagy nem?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. ChoSimba Geral...
2016.04.18. 19:04
Kromoszóma szinten igaz, de a fejlődés korai szakaszában az Y kromoszóma nem aktív, ezért a hímek is "lányként" kezdik az életüket. Csak később lesz hatása az Y kromoszómának, kvázi csak később települ a patch
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Renhoek Terro...
2016.04.18. 19:07
Szerk: ChoSimba leírta pont ezt.

Szigorúan csak arra a folyamatra értem, amikor egy semleges nemi terület fejlődésébe avatkozik be az Y kromoszóma, és a herék kialakulnak. Ha nem történik beavatkozás (mert nincs Y), akkor fejlődik ki a női nemiszerv. Tehát laza értelemben véve, az Y kromoszóma egy beavatkozás ez alap folyamatba.

Persze a másodlagos nemi jellegek kialakulása tök más terület, ahogy az idegrendszer formálódása is férfi és nő jellegűvé. Azt viszont érdemes tudni, hogy nincsenek 100% tiszta nemi jellegű idegrendszerek sem. Arányok vannak. Még világ legférfiasabb motoros bandavezér férfiállat agya is kicsit női Tényleg attól függ, mikor mennyire pontosan kapta a hormonfröccsöket. Na de ez már off.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Geralt_of_...
2016.04.18. 19:10
Értem, köszi!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Renhoek
2016.04.18. 23:47
Egyébként még érdekességképpen, a szomatikus sejtekben néha előfordulhatnak "női" mozaikok. Vannak olyan emberek, akiknek foltokban XX kromoszómás sejtjeik vannak, amúgy férfiak. Egy vizsgálat szerint eléggé gyakori ez a fajta jelenség. Akkor van szívás, hogyha a nemiszerveket érinti pl. Egészen furcsa jelenségek vannak, olyan is pl, hogy egy teljesen heteroszexuális nőből vettek mintát, és kiderült hogy az adott minta Y kromoszómát is tartalmazott. Valakinél ilyen esetben pl terméketlenség alakul ki, vagy egyáltalán méhe sincsen, helyette herék vannak.
Szóval nagy káoszt tudnak csinálni a gének
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!