Recent studies have shown that many

Recent studies have shown that many of the components needed to transmit electrical signals, and to release and detect chemical signals, are found in single-celled organisms known as choanoflagellates. That is significant because ancient choanoflagellates are thought to have given rise to animals around 850 million years ago.

So almost from the start, the cells within early animals had the potential to communicate with each other using electrical pulses and chemical signals. From there, it was not a big leap for some cells to become specialised for carrying messages.

These nerve cells evolved long, wire-like extensions - axons - for carrying electrical signals over long distances. They still pass signals on to other cells by releasing chemicals such as glutamate, but they do so where they meet them, at synapses. That means the chemicals only have to diffuse across a tiny gap, greatly speeding things up. And so, very early on, the nervous system was born.

The first neurons were probably connected in a diffuse network across the body (see diagram). This kind of structure, known as a nerve net, can still be seen in the quivering bodies of jellyfish and sea anemones.

But in other animals, groups of neurons began to appear - a central nervous system. This allowed information to be processed rather than merely relayed, enabling animals to move and respond to the environment in ever more sophisticated ways. The most specialised groups of neurons - the first brain-like structure - developed near the mouth and primitive eyes.

Our view of this momentous event is hazy. According to many biologists, it happened in a worm-like creature known as the urbilaterian (see diagram), the ancestor of most living animals including vertebrates, molluscs and insects. Strangely, though, some of its descendants, such as the acorn worm, lack this neuronal hub.

It is possible the urbilaterian never had a brain, and that it later evolved many times independently. Or it could be that the ancestors of the acorn worm had a primitive brain and lost it - which suggests the costs of building brains sometimes outweigh the benefits.

Either way, a central, brain-like structure was present in the ancestors of the vertebrates. These primitive, fish-like creatures probably resembled the living lancelet, a jawless filter-feeder. The brain of the lancelet barely stands out from the rest of the spinal cord, but specialised regions are apparent: the hindbrain controls its swimming movements, for instance, while the forebrain is involved in vision. "They are to vertebrates what a small country church is to Notre Dame cathedral - the basic architecture is there though they lack a lot of the complexity," says Linda Holland at the University of California, San Diego.

Some of these fish-like filter feeders took to attaching themselves to rocks. The swimming larvae of sea squirts have a simple brain but once they settle down on a rock it degenerates and is absorbed into the body.

We would not be here, of course, if our ancestors had not kept swimming. And around 500 million years ago, things went wrong when one of them was reproducing, resulting in its entire genome getting duplicated. In fact, this happened not just once but twice.

These accidents paved the way for the evolution of more complex brains by providing plenty of spare genes that could evolve in different directions and take on new roles. "It's like the time your parents bought you the biggest Lego kit - with loads of different components to use in different combinations," says Grant. Among many other things, it enabled different brain regions to express different types of neurotransmitter, which in turn allowed more innovative behaviours to emerge.

As early fish struggled to find food and mates, and dodge predators, many of the core structures still found in our brains evolved: the optic tectum, involved in tracking moving objects with the eyes; the amygdala, which helps us to respond to fearful situations; parts of the limbic system, which gives us our feelings of reward and helps to lay down memories; and the basal ganglia, which control patterns of movements (see diagram).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การศึกษาล่าสุดได้แสดงว่า คอมโพเนนต์ที่จำเป็นใน การส่งสัญญาณไฟฟ้า และจะปล่อย และตรวจสอบสัญญาณเคมี มากมายอยู่ในชีวิตเซลล์เดียวเรียกว่า choanoflagellates ที่เป็นเรื่องสำคัญ เพราะ choanoflagellates โบราณจะคิดว่า จะให้ขึ้นไปสัตว์ประมาณ 850 ล้านปีที่ผ่านมาดังนั้นเกือบจากเริ่มต้น เซลล์ภายในช่วงสัตว์มีศักยภาพในการสื่อสารระหว่างกันโดยใช้พัลส์ไฟฟ้าและสัญญาณเคมี จาก ไม่กระโดดใหญ่ในบางเซลล์จะเป็นเฉพาะสำหรับการดำเนินการข้อความเซลล์ประสาทเหล่านี้พัฒนายาว ลวดเหมือนส่วนขยาย - axons - สำหรับกำลังไฟฟ้าสัญญาณระยะไกล พวกเขายังส่งสัญญาณไปยังเซลล์อื่น ๆ โดยปล่อยสารเคมีเช่น glutamate แต่พวกเขาทำที่พวกเขาพบพวกเขา ที่ synapses นั่นหมายความว่า สารเคมีที่มีการกระจายผ่านช่องว่างเล็ก ๆ เพิ่มกิจกรรมมากขึ้น และดังนั้น มากเมื่อก่อน ระบบประสาทเกิดNeurons แรกอาจเชื่อมต่อกันในเครือข่ายที่แพร่หลายไปทั่วร่างกาย (ดูแผนภาพ) โครงสร้าง เรียกว่าเส้นประสาทสุทธิ ชนิดนี้ยังสามารถดูได้ในร่างกายสั่นเครือของแมงกะพรุนและซีแอนนีโมนีแต่ในสัตว์อื่น กลุ่ม neurons เริ่มปรากฏ - ระบบประสาทส่วนกลาง นี้อนุญาตให้ข้อมูลที่ถูกประมวลผล มากกว่า เช่นห้อง เปิดสัตว์เพื่อย้าย และตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมในรูปแบบที่ทันสมัยตลอดไป กลุ่มที่พิเศษสุดของ neurons -แรกสมองเช่นโครงสร้าง - พัฒนาใกล้ปากและตาดั้งเดิมเราดูเหตุการณ์นี้ momentous จะมัว ตาม biologists หลาย มันเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตคล้ายหนอนที่เรียกว่า urbilaterian (ดูแผนภาพ), บรรพบุรุษของสัตว์ใช้ชีวิตส่วนใหญ่ vertebrates มอลลัสกา และแมลง แพงกว่า แม้ บางลูกหลาน เช่นหนอนเอคอร์น ขาดแคลนนี้ฮับ neuronalได้ urbilaterian ที่เคยเป็นสมอง และที่จะในภายหลังพัฒนาหลายครั้งอย่างอิสระได้ หรืออาจเป็นบรรพบุรุษของหนอนเอคอร์นมีสมองดั้งเดิม และมัน - ที่แนะนำต้นทุนของอาคารสมองบางครั้งเกินประโยชน์ หายทั้งสองวิธี เซ็นทรัล สมองเช่นโครงสร้างแสดงในเขตข้อมูล vertebrates สิ่งมีชีวิตดั้งเดิม เหมือนปลาเหล่านี้อาจคล้ายกับ lancelet นั่งเล่น เครื่องกรอง jawless สมองของ lancelet แทบไม่ยืนออกจากส่วนเหลือของสันหลัง แต่ภาคพิเศษชัดเจน: hindbrain ควบคุมการเคลื่อนไหวว่ายน้ำ เช่น ในขณะ forebrain มีส่วนร่วมในวิสัยทัศน์ "พวกเขาจะ vertebrates สิ่งโบสถ์ประเทศเล็ก ๆ จะดัม - สถาปัตยกรรมพื้นฐานมีแม้ว่าพวกเขาขาดมากที่ซับซ้อน, " กล่าวว่า ลินดาฮอลแลนด์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย San Diegoของเหล่านี้เหมือนปลากรอง feeders เอาไปแนบตัวกับหิน ตัวอ่อนว่ายน้ำของ squirts ทะเลมีสมองง่าย ๆ แต่เมื่อพวกเขาปักบนก้อนหิน degenerates และถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายเราจะไม่ได้ที่นี่ แน่นอน ถ้าบรรพบุรุษของเราได้ไม่เก็บน้ำ และประมาณ 500 ล้านปีที่ผ่านมา สิ่งที่ผิดพลาดไปเมื่อหนึ่งในพวกเขาได้ทำ ในกลุ่มทั้งหมดของการทำซ้ำ ในความเป็นจริง ซึ่งเกิดขึ้นไม่เพียงครั้งเดียว แต่สองอุบัติเหตุเหล่านี้ปูทางสำหรับการวิวัฒนาการของสมองที่ซับซ้อน โดยให้ยีนอะไหล่ที่สามารถพัฒนาในทิศทางที่แตกต่างกัน และใช้เวลาในบทบาทใหม่ "มันเป็นเหมือนเวลาพ่อแม่ซื้อชุดเลโก้ใหญ่ที่สุด - ด้วยปริมาณของส่วนประกอบต่าง ๆ ที่ใช้ในชุด กล่าวว่า เงินช่วยเหลือ ในสิ่งอื่น ๆ มากมาย มันใช้สมองแตกต่างภูมิภาคแสดงชนิดต่าง ๆ ของสารสื่อประสาท ซึ่งจะอนุญาตให้วิญญาณนวัตกรรมเพิ่มเติมออกเป็นปลาต้นต่อสู้เพื่อค้นหาอาหารและเพื่อน ๆ และหลบล่า หลายโครงสร้างหลักยังคงพบในสมองของเราพัฒนา: tectum ใยแก้วนำแสง เกี่ยวข้องกับการติดตามการเคลื่อนย้ายวัตถุ ด้วยตา amygdala ซึ่งช่วยให้เราสามารถตอบสนองต่อสถานการณ์น่ากลัว ชิ้นส่วนของระบบลิมบิก ซึ่งทำให้ความรู้สึกของเราของรางวัล และช่วยให้คุณวางความทรงจำ และ ganglia มะเร็ง ซึ่งกำหนดรูปแบบของการเคลื่อนไหว (ดูแผนภาพ)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การศึกษาล่าสุดได้แสดงให้เห็นว่าหลายส่วนประกอบที่จำเป็นในการส่งสัญญาณไฟฟ้าและที่จะปล่อยและตรวจจับสัญญาณทางเคมีที่พบในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่รู้จักในฐานะ choanoflagellates นั่นเป็นสิ่งสำคัญเพราะ choanoflagellates โบราณมีความคิดที่จะก่อให้เกิดสัตว์ 850 ล้านปีมาแล้ว. ดังนั้นเกือบตั้งแต่เริ่มต้นเซลล์สัตว์ภายในต้นมีศักยภาพในการสื่อสารกับพัใช้ไฟฟ้าแต่ละอื่น ๆ และส่งสัญญาณทางเคมี . จากนั้นมันก็ไม่ได้ก้าวกระโดดครั้งใหญ่สำหรับเซลล์บางส่วนจะกลายเป็นพิเศษสำหรับการดำเนินข้อความเซลล์ประสาทเหล่านี้วิวัฒนาการมานานนามสกุลลวดเหมือน - ซอน - สำหรับการดำเนินสัญญาณไฟฟ้าในระยะทางไกล พวกเขายังคงผ่านสัญญาณไปยังเซลล์อื่น ๆ โดยการปล่อยสารเคมีเช่นกลูตาเมต, แต่พวกเขาทำเช่นนั้นที่พวกเขาพบพวกเขาที่ประสาท นั่นหมายถึงสารเคมีที่จะต้องกระจายข้ามช่องว่างเล็ก ๆ สิ่งที่เร่งขึ้นมาก ดังนั้นมากในช่วงต้น, ระบบประสาทเกิด. เซลล์ประสาทครั้งแรกอาจจะถูกเชื่อมต่อในเครือข่ายกระจายทั่วร่างกาย (ดูแผนภาพ) . ชนิดของโครงสร้างนี้เรียกว่าเส้นประสาทสุทธิยังคงสามารถเห็นได้ในร่างกายสั่นของแมงกะพรุนและดอกไม้ทะเลทะเลแต่ในสัตว์อื่น ๆ กลุ่มของเซลล์ประสาทเริ่มปรากฏให้เห็น - ระบบประสาทส่วนกลาง ข้อมูลนี้ได้รับอนุญาตที่จะประมวลผลมากกว่าการส่งเพียงช่วยให้สัตว์ที่จะย้ายและตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมในรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น กลุ่มเฉพาะมากที่สุดของเซลล์ประสาท - โครงสร้างสมองเหมือนครั้งแรก - การพัฒนาใกล้ปากและดวงตาดั้งเดิม. มุมมองของเราของเหตุการณ์สำคัญยิ่งนี้เป็นหมอก ตามที่นักชีววิทยาจำนวนมากก็เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่เหมือนหนอนที่รู้จักในฐานะ urbilaterian (ดูแผนภาพ) บรรพบุรุษของสัตว์ที่อาศัยอยู่ส่วนใหญ่รวมทั้งสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง, หอยและแมลง น่าแปลกที่แม้ว่าบางส่วนของลูกหลานเช่นหนอนโอ๊กขาดศูนย์กลางเส้นประสาทนี้. มันเป็นไปได้ urbilaterian ไม่เคยมีสมองและว่าต่อมาได้พัฒนาหลายครั้งเป็นอิสระ หรืออาจเป็นไปได้ว่าบรรพบุรุษของหนอนโอ๊กมีสมองดั้งเดิมและสูญเสียมันไป -. ซึ่งแสดงให้เห็นค่าใช้จ่ายในสมองของอาคารบางครั้งเกินดุลประโยชน์ทั้งสองวิธีกลางโครงสร้างสมองเหมือนในปัจจุบันคือบรรพบุรุษของสัตว์มีกระดูกสันหลัง เหล่านี้ดั้งเดิมสัตว์ปลาเช่นอาจจะคล้ายกับ lancelet นั่งเล่นกรองป้อน jawless สมองของ lancelet แทบจะยืนออกจากส่วนที่เหลือของเส้นประสาทไขสันหลัง แต่ภูมิภาคเป็นพิเศษชัดเจน: hindbrain ควบคุมการเคลื่อนไหวว่ายน้ำตัวอย่างเช่นในขณะที่ forebrain มีส่วนเกี่ยวข้องในการมองเห็น "พวกเขาเป็นสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังเพื่อสิ่งที่คริสตจักรเป็นประเทศเล็ก ๆ กับวิหาร Notre Dame - สถาปัตยกรรมพื้นฐานคือมี แต่พวกเขาขาดความซับซ้อนมาก". ลินดาฮอลแลนด์ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าวว่าบางส่วนของเหล่าปลาเหมือนตัวกรอง ดูดเอาไปแนบตัวเองกับหิน ตัวอ่อนของเพรียงหัวหอมว่ายน้ำทะเลมีสมองที่เรียบง่าย แต่ทันทีที่พวกเขาปักหลักบนหินมันเสื่อมและถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้. เราจะไม่ได้อยู่ที่นี่แน่นอนถ้าบรรพบุรุษของเราไม่ได้เก็บว่ายน้ำ และรอบ 500 ล้านปีที่ผ่านมาสิ่งที่ผิดพลาดไปเมื่อหนึ่งของพวกเขาได้รับการทำซ้ำผลในจีโนมทั้งหมดได้รับซ้ำ ในความเป็นจริงที่เกิดขึ้นนี้ไม่ได้เพียงครั้งเดียว แต่สองครั้ง. เกิดอุบัติเหตุเหล่านี้ปูทางสำหรับการวิวัฒนาการของสมองที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยการให้ความอุดมสมบูรณ์ของยีนอะไหล่ที่สามารถพัฒนาไปในทิศทางที่แตกต่างกันและใช้เวลาในบทบาทใหม่ "มันก็เหมือนกับเวลาที่พ่อแม่ของคุณคุณซื้อชุดเลโก้ที่ใหญ่ที่สุด - กับโหลดขององค์ประกอบที่แตกต่างที่จะใช้ในการผสมที่แตกต่างกัน" แกรนท์กล่าวว่า ในสิ่งอื่น ๆ จำนวนมากก็ใช้งานบริเวณสมองที่แตกต่างกันในการแสดงความแตกต่างกันของสารสื่อประสาทซึ่งจะได้รับอนุญาตให้พฤติกรรมนวัตกรรมมากขึ้นจะโผล่ออกมา. ในฐานะที่เป็นปลาต้นพยายามที่จะหาอาหารและเพื่อนและหลบล่าจำนวนมากของโครงสร้างหลักยังคงพบได้ในของเรา สมองพัฒนา: tectum แก้วนำแสงมีส่วนร่วมในการติดตามวัตถุที่เคลื่อนที่ได้ด้วยตา; ต่อมทอนซิลซึ่งจะช่วยให้เราสามารถตอบสนองต่อสถานการณ์ที่น่ากลัว; ชิ้นส่วนของระบบ limbic ซึ่งทำให้เรามีความรู้สึกของเราได้รับรางวัลและช่วยในการวางความทรงจำ; และฐานปมซึ่งควบคุมรูปแบบของการเคลื่อนไหว (ดูแผนภาพ)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าจำนวนมากของส่วนประกอบที่จำเป็นในการส่งสัญญาณไฟฟ้า และปล่อย และตรวจจับสัญญาณทางเคมี จะพบในสิ่งมีชีวิตเดียว celled เรียกว่า choanoflagellates . ที่สําคัญ เพราะ choanoflagellates โบราณว่าให้ลุกขึ้นเพื่อสัตว์ประมาณ 850 ล้านปีมาแล้ว

ดังนั้นเกือบจะตั้งแต่เริ่มต้นเซลล์ในสัตว์ก่อน มีศักยภาพที่จะสื่อสารกับแต่ละอื่น ๆโดยใช้พัลส์ทางไฟฟ้า และสัญญาณทางเคมี จากที่นั่น มันไม่กระโดดใหญ่บางเซลล์ที่จะกลายเป็นความเชี่ยวชาญแบกข้อความ

เซลล์ประสาทเหล่านี้พัฒนายาวลวดเหมือนนามสกุล - ฉีด - รับหิ้วไฟฟ้าสัญญาณผ่านทางไกลพวกเขายังคงส่งสัญญาณไปยังเซลล์อื่น ๆโดยการปล่อยสารเคมี เช่น ผงชูรส แต่พวกเขาทำที่พวกเขาพบพวกเขาที่เส้นประสาท . หมายความว่า สารเคมีมีการกระจายผ่านช่องว่างเล็ก ๆอย่างเร่งๆ ดังนั้นมากในช่วงต้นของระบบประสาทเกิด

ประสาทก่อนอาจจะเชื่อมต่อในเครือข่ายกระจายทั่วตัว ( ดูแผนภาพ ) ชนิดของโครงสร้างเรียกว่าประสาทสุทธิ ยังสามารถเห็นได้ในการสั่นของร่างกายของแมงกะพรุนดอกไม้ทะเล

แต่ในสัตว์อื่น ๆ ของกลุ่มเซลล์ประสาทเริ่มปรากฏ - ระบบประสาทส่วนกลาง นี้อนุญาตให้ข้อมูลที่จะประมวลผลมากกว่าเพียงถ่ายทอดให้สัตว์ที่จะย้าย และตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมในวิธีที่ซับซ้อนกว่าเดิมมากที่สุดเฉพาะกลุ่มเซลล์ประสาท - แรก - พัฒนาสมอง เช่น โครงสร้างใกล้ปากและตาดั้งเดิม

มุมมองของเราของเหตุการณ์สำคัญครั้งนี้คือ เบลอ ตามที่หลาย นักชีววิทยา มันเกิดขึ้นในหนอนเหมือนสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า urbilaterian ( ดูแผนภาพ ) บรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตมากที่สุดรวมทั้งสัตว์มีกระดูกสันหลังหอย และแมลง น่าแปลกที่แม้ว่า บางส่วนของลูกหลานของมันเช่น ลูกนัทและหนอนขาดนี้ฮับ

เป็นไปได้ urbilaterian ไม่เคยมีในสมองและมันต่อมาวิวัฒนาการมาหลายครั้ง อย่างอิสระ หรืออาจเป็นไปได้ว่าบรรพบุรุษของ Acorn หนอนมีสมองแบบดั้งเดิมและสูญเสียมัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าต้นทุนสมองสร้างบางครั้ง outweigh ประโยชน์

ยังไงส่วนกลางสมอง เช่น โครงสร้างที่ถูกนำเสนอในบรรพบุรุษของกระดูกสันหลัง เหล่านี้แบบดั้งเดิม , ปลาเหมือนสิ่งมีชีวิตอาจคล้ายกับชีวิต lancelet , กรองอาหารไม่มีขากรรไกร . สมองของ lancelet แทบจะยืนออกจากส่วนที่เหลือของไขสันหลัง แต่เฉพาะภูมิภาคชัดเจน : สมองส่วนท้ายตัวควบคุมว่ายการเคลื่อนไหว เช่น ในขณะที่สมองส่วนหน้ามีส่วนร่วมในวิสัยทัศน์" พวกเขาเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ประเทศเล็กๆ คือ โบสถ์ Notre Dame Cathedral - สถาปัตยกรรมพื้นฐานมี แต่พวกเขาขาดมากของความซับซ้อน , กล่าวว่า " ลินดา ฮอลแลนด์ แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก้

บางเหล่านี้ปลาชอบดูดกรองเอาไปแนบตัวเองกับหินว่ายน้ำที่ตัวอ่อนของเพรียงหัวหอมมีสมองที่เรียบง่าย แต่เมื่อพวกเขานั่งลงบนก้อนหินมัน degenerates และถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้

เราก็ไม่ต้องมาที่นี่แน่นอน ถ้าบรรพบุรุษของเราได้รักษาสระ และประมาณ 500 ล้านปีมาแล้ว สิ่งที่ผิดพลาดเมื่อหนึ่งของพวกเขาคือการทำซ้ำผลของทั้งจีโนมการลอกเลียนกันได้ ในความเป็นจริงที่เกิดขึ้น ไม่ใช่แค่ครั้งเดียว แต่ 2 ครั้ง

อุบัติเหตุนี้ปูทางสำหรับการวิวัฒนาการของสมองที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยการให้ความอุดมสมบูรณ์ของอะไหล่ที่สามารถวิวัฒนาการยีนในทิศทางที่แตกต่างกันและใช้เวลาในบทบาทใหม่ มันเหมือนเวลาพ่อแม่ซื้อชุดเลโก้ที่ใหญ่ที่สุด - กับโหลดขององค์ประกอบที่แตกต่างกันจะใช้ในที่แตกต่างกัน " ว่า แกรนท์ ในหมู่สิ่งอื่น ๆ มากมายมันเปิดใช้งานพื้นที่ที่แตกต่างกันเพื่อแสดงชนิดของสารสื่อประสาทในสมอง ซึ่งจะได้รับอนุญาตให้จำหน่ายนวัตกรรมมากขึ้นด้วย

ก่อนที่ปลาต่อสู้เพื่อค้นหาอาหารและเพื่อน และหลบผู้ล่าหลายแกนโครงสร้างยังพบว่าสมองของเราพัฒนา : เทคตัมจักษุ เกี่ยวข้องในการติดตามวัตถุที่เคลื่อนไหวด้วยตา ; Amygdalaซึ่งจะช่วยให้เราเพื่อตอบสนองต่อสถานการณ์ที่น่ากลัว ; ส่วนของระบบลิมบิค ซึ่งให้ความรู้สึกของรางวัล และช่วยวางความทรงจำ และทั้งสองกลุ่มซึ่งควบคุมรูปแบบของการเคลื่อนไหว ( ดูแผนภาพ )