В большом теле большой мозг: как на самом деле коррелируют масса тела и серого вещества

Идея о том, что масса мозга и тела животных коррелируют, имеет интуитивный смысл: в конце концов, у более крупных животных мозг больше, чем у более мелких. Однако ученым никак не удавалось обнаружить окончательную модель того, как именно работает эта связь между массой тела и мозга, пишет Science Alert.

В новом исследовании ученые предполагают, что им удалось разгадать этот секрет. Предполагается, что проблема возникла из-за фундаментальной ошибки, допущенной в древнем предположении о математической взаимосвязи между двумя массами. В своей работе ученые предположили альтернативную модель, которая больше соответствует данным и обещает найти ответ на несколько других важных вопросов об эволюции мозга.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В течение десятилетий основным предположением оставалось то, что отношение между массами мозга и тела подчиняется лишь относительно простому степенному закону. Однако теперь ученые считают, что эта теория может быть применена лишь к отдельным группам видов.

Увы, пока ученым все еще не удалось обнаружить идеальную конфигурацию уравнения, которую можно было бы применить во всех случаях. Более того, различия таксономическими уровнями оказались настолько неприятными, что им дали собственное название: проблема на уровне таксонов.

В своей новой работе ученые сосредоточились на понимании того, насколько мы правы, полагая. Что взаимосвязь между размерами мозга и тела подчиняется своего рода логарифмической линейной зависимости. Авторы исследования использовали обширный набор данных, состоящий из 1504 значений массы мозга/тела млекопитающих, а затем рассмотрели, какая из моделей лучше всего соответствует этим данным.

Теперь ученые считают, что эта взаимосвязь вовсе не логарифмически линейная, а криволинейная: при построении в логарифмическом масштабе сам график должен искривляться, чтобы соответствовать этому.

Далее ученые провели несколько тестов различных уравнений, что позволило им построить кривую. Команда обнаружила, что лучше всего подходит полином второго порядка — квадратное уравнение, с которым обычно сталкиваются в старшей школе.

Ключевой особенностью такой кривой стало то, что "по мере увеличения массы млекопитающих скорость увеличения массы мозга и тела снижается". Простыми словами, модель предполагает, что у очень крупных животных мозг будет меньше, чем предсказывала линейная модель. И это полностью соответствует исследованному набору данных.

Наличие новой единой кривой также позволило ученым сравнить группы, имеющие заметно разные аллометрические коэффициенты в рамках предыдущей модели. У новой модели также есть еще одно преимущество: она позволяет изучить эволюционные тенденции в эволюции признаков во времени. В результате ученым удалось изучить скорость увеличения массы мозга, то есть определить, с какой скоростью развивается более крупный мозг. Результаты показывают значительные расхождения между видами.

В то же время ученые признают, что причина того, почему массы мозга и тела коррелируют именно таким образом все еще остается загадкой. В будущем команда надеется продолжить работу, чтобы разгадать и эту тайну.