Связь между будущими центрами речи возникла еще у общего предка людей и макак

Гомолог аркуатного пучка (структура, которая связывает два основных центра речи в коре больших полушарий) появился еще у общих предков макак и человекообразных обезьян, то есть не менее 25 миллионов лет назад, сообщается в Nature Neuroscience. До сих пор считалось, что эта структура возникла всего около пяти миллионов лет назад.

Чтобы разговаривать, необходимо четко управлять движениями мышц гортани, языка и других анатомических структур. Участок коры головного мозга, который занимается этим, называется зоной Брока, находится в нижней лобной извилине и является частью моторной коры. Также нужно понимать, какие звуки получились на выходе (и что говорят другие). Для этого служит зона Вернике — область слуховой коры, часть верхней височной извилины. Обычно обе зоны расположены в левом полушарии, а структуры в другом полушарии менее связаны с речью.

Координировать работу областей Брока и Вернике у человека позволяет аркуатный пучок — группа нервных волокон, по которым информация от слуховой коры передается моторной и наоборот. Если он поврежден, человек не может повторить слова, которые услышал. Аркуатный пучок входит в состав так называемого дорсального пути. Кроме него есть еще вентральный, но он играет несколько иную роль.

У шимпанзе есть гомолог аркуатного пучка, хотя производить звуки, сходные с человеческой речью, они не могут. Это нервные волокна, связывающие нижнюю лобную извилину со средней височной извилиной. Таким образом, можно предположить, что структура начала развиваться у общего предка людей и человекообразных обезьян, а он жил около пяти миллионов лет назад. У нечеловекообразных обезьян, например макак, наличие такого гомолога не было точно установлено: у них нет средней височной извилины.

Тем не менее нейробиологи во главе с Крисом Петковым (Chris Petkov) из Ньюкаслского университета попробовали уточнить, есть ли у нечеловекообразных структуры, которые могли дать начало аркуатному пучку. Для этого они проанализировали данные диффузионной магнитно-резонансной томографии (дМРТ) мозга трех бодрствующих макак, и сходную информацию о мозге макаки postmortem (то есть полученную после смерти животного).

Также использовали дМРТ-сканы трех шимпанзе, которые находились под анестезией во время регулярного ветеринарного осмотра. Положение слуховых областей коры уточнили по данным функциональной МРТ, записанной во время тестирования слуха животных. Результаты дМРТ трех людей с речевыми центрами в левом полушарии также вошли в анализ.

Оказалось, что и у макак есть нервные волокна в составе дорсального пути, соединяющие кору, которая управляет гортанью и языком, со слуховой корой. Их количество примерно одинаково в правом и левом полушарии. У шимпанзе тоже не нашли различий между толщиной дорсального пути в разных половинах мозга. А у людей они, напротив, были хорошо выражены: аркуатный пучок слева был гораздо толще, чем аналогичная группа волокон справа.

Получается, что предпосылки для образования аркуатного пучка есть и у макак и должны были быть у их общего предка с человекообразными обезьянами и людьми. Он, предположительно, жил 25 миллионов лет назад. Вероятно, дорсальный путь стал одной из анатомических структур, на основе которых у приматов начала развиваться речь. Интересно узнать, есть ли его подобие у обезьян Нового Света (возможности их нервной системы в целом скромнее, чем у макак и других обезьян Старого Света) и лемуров.

Ранее было показано, что при обработке абстрактной информации у макак активируется нижняя лобная извилина, которая включает в себя зону Брока — а у людей, как мы отметили выше, это один из центров речи. Правда, если предъявляемый сигнал содержит больше одной абстрактной переменной, мозг обезьян с ней уже не справляется, в отличие от мозга человека.

Светлана Ястребова