Современные представления об эволюционном развитии и строении новой коры млекопитающих
https://doi.org/10.18499/2225-7357-2019-8-3-96-107
Аннотация
Представлен краткий обзор современных представлений об эволюционном развитии и строении новой коры (неокортекса) конечного мозга млекопитающих животных и человека. Обсуждаются различные принципы структурно-функциональной организации корковых формаций большого мозга, рассматриваются основные направления и особенности их развития в онтои филогенезе. Анализируется проблема дифференцированного подхода к интерпретации данных о видовых и индивидуальных особенностях морфофункциональной организации неокортекса у млекопитающих.
Ключевые слова
Об авторах
Д. К. ОбуховРоссия
Обухов Дмитрий Константинович
Университетская наб., 7–9, СанктПетербург, 199034
Т. А. Цехмистренко
Россия
Москва
Е. В. Пущина
Россия
Владивосток
Список литературы
1. Адрианов О.С. О принципах структурнофункциональной организации мозга. Избранные труды. М.-Л.: Наука, 1999. 280
2. Анохин П.К. Системогенез как общая закономерность эволюционного процесса. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1948; 26(2): 81–97
3. Антонова А.М. Ансамблевая организация двигательной коры мозга человека. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1977; 11: 22– 30
4. Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б. Ядерные и экранные центры – базисные конструкции нервной системы. Современные наукоемкие технологии. 2007; 7: 11–4
5. Баарс Б., Гейдж Н. Массивы и карты. В кн: Мозг, познание, разум. М.: Лаборатория знаний, 2016. 124–9
6. Бабминдра В.П., Брагина Т.А., Ионов И.П., Нуртдинов Н.Р. Структура и модели нейронных комплексов головного мозга. Л.: Наука, 1988. 96
7. Боголепова И.Н., Кротенкова М.В., Малофеева Л.И., Коновалов Р.Н., Агапов П.А. Архитектоника коры мозга человека: МРТ-атлас. М.: Издательский холдинг "Атмосфера", 2010. 216
8. Боголепова И.Н., Малофеева Л.И. Мозг мужчины, мозг женщины. М.: НЦН РАМН, 2014. 131–321
9. Боголепова И.Н., Малофеева Л.И., Иллариошкин С.Н. Развитие идей акад. С.А. Саркисова в учении о строении и функции мозга человека. Асимметрия. 2019; 13(1): 5–12
10. Богословская Л.С., Поляков Г.И. Пути морфологического прогресса нервных центров у высших позвоночных. М.: Наука, 1981. 181
11. Заварзин А.А. Очерки по эволюционной гистологии нервной системы. Избранные труды. М.Л.: Медгиз, 1950; 3: 356
12. Заварзин А.А. (мл). Труды по теории параллелизма и эволюционной динамики тканей. Л.: Наука; 1986. 194
13. Карамян А.И. Эволюция конечного мозга позвоночных. Л.: Наука, 1976. 253
14. Кесарев В.С. Количественная архитектоника мозга человека. Вестник АМН СССР. 1978; 12: 29–36
15. Краснощекова Е.И. Модульная организация нервных центров. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2007. 170
16. Никитенко М.Ф. Эволюция и мозг. Минск: Наука и техника, 1969. 256
17. Новожилова А.П., Бабминдра В.П. Кора полушарий большого мозга. В кн.: Руководство по гистологии. Под ред. Р.К. Данилова. СПб.: СпецЛит, 2001. 2: 542–52
18. Обухов Д.К. Развитие идей А.А.Заварзина о строении и эволюции экранных центров ЦНС позвоночных и человека на современном этапе. Вестник ЛГУ. 2005; 3(3): 52–60
19. Обухов Д.К., Андреева Н.Г. Эволюционная морфология нервной системы позвоночных. М.: Юрайт, 2017. 384
20. Поляков Г.И. Основы систематики нейронов новой коры большого мозга человека. М.: Наука, 1973. 309
21. Резников К.Ю. Пролиферация клеток мозга позвоночных в условиях нормального развития мозга и при его травме. М.: Наука, 1981. 150
22. Саркисов С.А., Филимонов И.Н., Кононова Е.П., Преображенская И.С. и др. Атлас цитоархитектоники коры большого мозга человека. М.: Медгиз, 1955. 280
23. Семенова Л.К., Васильева В.А., Цехмистренко Т.А., Шумейко Н.С. Особенности ансамблевой организации коры большого мозга человека от рождения до 20 лет. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1989; 97(12): 15–24
24. Семченко В.В., Степанов С.С., Боголепов Н.Н. Синаптическая пластичность головного мозга (фундаментальные и прикладные аспекты). Омск: Омская обл. тип., 2008. 408
25. Судаков К.В. Функциональные системы. М.: Изд-во РАМН, 2011. 320
26. Филимонов И.Н. Избранные труды. М.: Медицина, 1974. 340
27. Филимонов И.Н. Общие закономерности развития коры больших полушарий. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1953; 2: 7–18
28. Цехмистренко Т.А., Васильева В.А., Обухов Д.К., Шумейко Н.С. Строение и развитие коры большого мозга. М.: Спутник Плюс, 2019. 538
29. Цехмистренко Т.А., Васильева В.А., Шумейко Н.С. Особенности модульной нейроархитектоники коры большого мозга человека от рождения до 7 лет. Естественные и технические науки. 2015; 6(84): 188–93
30. Abdel-Mannan O, Cheung A, Zolt´an Molnar FP. Evolution of cortical neurogenesis. Brain Res Bull. 2008; 75:398–404.
31. Aboitiz F, Montiel J, Lopez J. An hypothesis on the early evolution of the development of the isocortex. Brain Res. Bull. 2002; 57 (3/4):481–3.
32. Aboitiz F, Montiel J. Origin and Evolution of the Vertebrate Telencephalon, with Special Reference to the Mammalian Neocortex. Adv. Anat. Embryol. Cell Biology. 2007; 193:115.
33. Brodmann K. Brodmann’s Localisation in the Cerebral Cortex. Translated from German by Laurence J Garey. London: Imperial College Press, 1909/1999.
34. Brown RE, Milner PM. The legacy of Donald O. Hebb: more than the Hebb synapse. Nat Rev Neurosci. 2003; 4(12):1013–9. doi: 10.1038/nrn1257.
35. Butler AB, Hodos W. Comparative vertebrate neuroanatomy: evolution and adaptation. N-Y.: Wiley-Liss Inc.; 2005. 380.
36. Butti C, Janeway CM, Townshend C, Wicinski BA, Reidenberg JS, Ridgway SH, Sherwood CC, Hof PR, Jacobs B. The neocortex of cetartiodactyls: A comparative Golgi analysis of neuronal morphology in the bottlenose dolphin (Tursiops truncatus), the minke whale (Balaenoptera acutorostrata), and the humpback whale (Megaptera novaeangliae). Brain Struct Funct.2015; 220: 3339– 68. doi: 10.1007/s00429-014-0860-3.
37. Cajal SR. Histologie due Systeme Nerveux de l`Homme et des Vertebres. Paris: Maloine; 1909.
38. Callaway EM, Garg AK, Li P, Rashid МS. Color and orientation are jointly coded and spatially organized in primate primary visual cortex. Science. 2019; 364(6447):1275–9. doi: 10.1126/science.aaw5868.
39. Cerebral cortex. Comparative structure and evolution of cerebral cortex. Jones EG, Peters A. (eds), part II, 8B. New York.: Plenum Press, 1990. 560.
40. Da Costa NM, Martin KAC. Whose Cortical Column Would that Be? Front Neuroanat. 2010; 4(16):1–10. doi:10.3389/fnana.2010.00016.
41. Dayan P, Abbott LF. Theoretical Neuroscience Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems. Cambridge-London: The MIT Press; 2001. 460.
42. Douglas RJ, Martin KA. Neuronal circuits of the neocortex. Annual Review of Neuroscience. 2004 Jul 21;27(1):419–51.
43. Ebbesson SOE. Comparative neurology of the telencephalon. New York: Plenum Press, Cop; 1980.
44. Edelman GM. Neural Darwinism: Selection and reentrant signaling in higher brain function. Neuron. 1993 Feb;10(2):115–25.
45. Fairén A. Cajal and Lorente de Nó on cortical interneurons: coincidences and progress. Brain Res Rev. 2007; 55(2):430–44.
46. Gleser II, Jacobs MS, Morganе PJ. Implication of the initial brain concept for brain evolution in cetacea. Behav.Brain Sci. 1988; 11:75–116.
47. Haueis P. The life of the cortical column: opening the domain of functional architecture of the cortex (1955–1981). Hist Philos Life Sci. 2016; 38(3):1– 27. doi: 10.1007/s40656-016-0103-4.
48. Hebb DO. The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory. New York: Wiley Publ. Corp; 1949. 335.
49. Horton JC, Adams DL. The cortical column: a structure without a function. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2005 Apr 29;360(1456):837–62.
50. Hubel DH, Wiesel TN. Anatomical demonstration of columns in the monkey striate cortex. Nature. 1969; 22:747–50. doi: 10.1038/221747a0.
51. Inan M, Crair MC. Development of Cortical Maps: Perspectives From the Barrel Cortex. The Neuroscientist. 2007 Feb;13(1):49–61.
52. Kamimura R. Cooperation-controlled learning for explicit class structure in self-organizing maps. The Scientific World Journal2014; 1-24.
53. Manger PR. Establishing order at the systems level in mammalian brain evolution. Brain Research Bulletin. 2005 Sep;66(4–6):282–9.
54. Molnar Z, Blakemore C. How do thalamic axons find their way to the cortex? Trends Neurosci. 1995; 18:389–97.
55. Morgane PJ, Jacobs MS. Comparative anatomy of the cetacean nervous system. In: Harrison R.J. (Ed.).Functional Anatomy of Marine Mammals. London – New York: Academic Press; 1972.
56. Morgane PJ, Jacobs VS, Galaburda A. Conservative features of neocortical evolution in dolphin brain. Brain Bechav. Evolut. 1985; 26: 176–84.
57. Mountcastle VB. The columnar organization of the neocortex. Brain. 1997; 120(4):701–22.
58. Oelschlager H. The dolphin brain – a challenge for synthetic neurobiology. Brain Res. Bulletin. 2008; 75:450–9.
59. O'Leary DD, Chou SJ, Sahara S. Area patterning of the mammalian cortex. Neuron. 2007; 56(2):252–69.
60. Petersen C. The functional organization of the barrel cortex. Neuron. 2007; 56:339–55. doi: 10.1016/j.neuron.2007.09.
61. Rakic P. Confusing cortical columns. PNAS. 2008; 105(34):12099–100. doi: 10.1073/pnas.0807271105.
62. Rakic P. Specification of cerebral cortical areas. Science. 1988; 241(4862):170–6.
63. Rakic P, Ayoub AE, Breunig JJ, Dominguez MH. Decision by division: making cortical maps. Trends Neurosci. 2009; 32(5):291–301. doi: 10.1016/j.tins.2009.01.
64. Ramon-Moliner E. Specialized and generalized dendritic patterns. In: Golgi Centennial symposium. N-Y.: Raven Press; 1975.
65. Sanides F. Die Architektonik des Menschlichen Stirnhirns: Zugleich eine Darstellung der Prinzipien Seiner Gestaltung als Spiegel der Stammesgeschichtlichen Differenzierung der Grosshirnrinde. Berlin-N-Y.: Springer; 1976.
66. Sanides F. The cyto-myeloarchitecture of the human frontal lobe and its relation to phylogenetic differentiation of the cerebral cortex. J. Hirnforsch. 1964; 6:269–82.
67. Sawaguchi Т, Kubota K. A hypothesis on the primate neocortex evolutioncolums-multiplication hypothesis. Int. J. Neurosc. 1986; 30(1–3):57–64.
68. Sokolov VE, Ladygina TF, Supin AY. Location of sensory zones in cerebral cortex of dolphin. Dokl. Biol. Sci. 1972; 202:1–6.
69. Striedter G.F. Principles of brain evolution. Irvine: University of California; 2005.
70. Swanson LW, Lichtman JW. From Cajal to Connectome and Beyond. Annual Review of Neuroscience. 2016 Jul 8;39(1):197–216. doi: 10.1146/annurev-neuro-071714-033954.
71. Swindale NV. Is the cerebral cortex modular? Trends Neurosci. 1990; 13(12):487–92.
72. Swindler DR, Steklis HD, Dukelow R, Erwin J, Mitchell G. Comparative primate biology. Vol. 4?: Neurosciences. N-Y.: A.R.Liss; 1988.
73. Szentagothai J. The modular architectonic principle of neural centers. Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol. 1983; 98:11–61.
74. Szentágothai J. The neuronal architectonic principle of the neocortex. Ann. Acad. Bras. Cienc. 1985; 57(2):249–59.
75. Szentágothai J, Arbib MA. Conceptual models of neural organization: a report based on an NRP Work Session held Oct. 1-3, 1972 and updated by participants. Boston: Mass. Inst; 1974.
76. Tartarelli G, Bisconti M. Trajectories and Constraints in Brain Evolution in Primates and Cetaceans. Human Evolution. 2006 Aug;21(3–4):275– 87. doi: 10.1007/s11598-006-9027-007
77. Ten HJ, Akira Hori, Lammens M, Ten HJ. Clinical neuroembryology: development and developmental disorders of the human central nervous system. Berlin: Springer; 2006. 518.
78. Ts’o DY, Zarella M, Burkitt G. Whither the hypercolumn? The Journal of Physiology. 2009 Jun 12;587(12):2791–805. doi: 10.1113/jphysiol.2009.171082.
79. Yang H, Liu G. Self-organized topology of recurrencebased complex networks. Chaos. 2013; 23(4). 043116. doi: 10.1063/1.4829877.
Рецензия
Для цитирования:
Обухов Д.К., Цехмистренко Т.А., Пущина Е.В. Современные представления об эволюционном развитии и строении новой коры млекопитающих. Журнал анатомии и гистопатологии. 2019;8(3):96-107. https://doi.org/10.18499/2225-7357-2019-8-3-96-107
For citation:
Obukhov D.K., Tsekhmistrenko T.A., Pushchina E.V. Current Views on the Evolutionary Development and Structure of the Mammal Neocortex. Journal of Anatomy and Histopathology. 2019;8(3):96-107. (In Russ.) https://doi.org/10.18499/2225-7357-2019-8-3-96-107