检查狗大脑中的网络为哺乳动物进化提供了进一步的见解 _大脑

覆盖在3D立体定位脑图谱上的功能性脑网络的精选视图。不同的颜色代表不同的功能网络。a左侧，B腹侧，C提取的扣带回区域， D右侧， E背侧。学分:大脑结构与功能(2023) 。DOI: 10.1007/s00429-023-02625-y
据埃特沃斯·罗兰大学：一项关于犬大脑网络的研究表明，在哺乳动物大脑进化过程中，扣带皮层(位于大脑皮层深处的双边结构)的作用部分由控制解决问题、任务转换和目标导向行为的外侧额叶接管。这项研究依赖于一种新的犬静息状态fMRI大脑图谱，它可以帮助分析以大脑区域之间的整合和交流功能失调为特征的疾病。
对狗如何思考感兴趣的研究人员不仅可以从它们的行为中推断出来，而且他们还可以使用fMRI(功能性磁共振成像)来调查它们的大脑活动，以识别和查看当狗对外部刺激做出反应时大脑的哪些区域是活跃的。该方法确定了影响狗的学习和记忆的大脑机制，从而产生了优良的狗训练方法以及关于导致人类大脑功能发展的进化步骤的知识。
自2006年以来， etvs loránd大学(ELTE)的动物行为学系一直处于开发犬fMRI测量方法的前沿。宠物狗的训练方法是由Márta Gácsi开发的，他也为匈牙利引入辅助犬训练做出了重大贡献。她从那里采用了许多方法，并通过动物行为学研究发现的基于竞争对手训练原则的社会激励训练来补充这些方法。
在这种方法中，学习者有强烈的动机通过观察已经训练好的狗的工作来学习任务，并渴望得到表扬。由于fMRI训练的结果，受过训练的狗能够(并且渴望！)一动不动地躺在核磁共振扫描仪里八分钟，以换取预期的爱抚和款待。”
近年来，犬类的功能性核磁共振成像通常包括给动物播放声音，并调查大脑在处理声音的过程中激活了哪些大脑区域。
大脑活动信号通常被投射到解剖图谱上，以确定哪个大脑区域受到影响。
然而，问题是功能活动是不规则的，不一定遵循解剖学上定义的规则边界。大脑的各个部分通常参与共同处理特定的输入，即它们同步行动，形成功能性的大脑网络。“我们决定创建一个狗大脑图谱，将解剖区域组织成功能网络，说明哪些区域属于一种任务类型，并展示它们的位置， ”发表在《大脑结构和功能》上的这项研究的第一作者多拉·萨伯说。
狗脑研究者的新图谱
为了创建功能大脑图谱，研究中包括了33只经过训练的家犬。在fMRI记录过程中，狗除了躺在扫描仪中不动之外，没有接受任何任务。这就是所谓的静息状态fMRI ，简称rs-fMRI，它在受试者没有参与任何特定任务，没有专注或思考任何特定事情的情况下，在“静息状态”下检查大脑活动。通过这种方式获得的数据可以揭示哪些大脑区域在功能上彼此相关，哪些区域连接最紧密，从而使研究人员能够研究大脑网络和连接。
在中欧大学网络和数据科学家米兰·雅诺索夫(Milan Janosov)的帮助下，通过应用网络理论，最初的方法得到了进一步增强。虽然以前的研究只能描述基于模型的网络，而不考虑解剖边界，但新的犬MRI大脑图谱以所需的分辨率反映了解剖区域，使研究人员能够研究网络成员之间或网络之间的连接强度，并由于测量了大量的狗而比较物种。
狗和人类的大脑由不同的区域控制
根据这项研究，控制解决问题、任务转换和目标导向行为的外侧额叶(额顶叶)网络在狗中的作用小于人类。在他们的位置，扣带皮层，一个位于大脑皮层深处的双边结构，起着中心作用。它参与了许多重要的过程，以及奖励处理和情绪调节。狗的扣带皮层比人类的大。
衰老的影响
研究人员测量了不同年龄的狗，最大的14岁。如前所述，狗必须一动不动地躺着以获得有效的测量值。
“数据显示，年龄较大的狗保持初始姿势的能力稍差。然而，这种差异非常小，因为即使在他们的情况下，头部的位移也不到0.4毫米。在这方面，他们与人类相似，因为老年人也发现与年轻人相比，更难长时间保持静止，”研究狗认知老化的高级研究员Eniko Kubinyi说。
这项研究提供了人类大脑进化的一瞥，表明在哺乳动物大脑进化过程中，扣带皮层的作用部分由额顶叶区域接管。此外，新的rs-fMRI大脑图谱可以帮助研究跨大脑区域的整合和交流受损的情况，从而导致任务分工失调。衰老、焦虑和精神障碍是这种情况的一些例子。