Các nhà khoa học nghiên cứu não rùa vừa phát hiện bằng chứng bất ngờ cho thấy những cơ chế xử lý hình ảnh phức tạp, vốn được cho là chỉ xuất hiện ở động vật có vú, có thể đã hình thành từ hàng trăm triệu năm trước trong quá trình tiến hóa.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances cho thấy rùa sở hữu khả năng tính toán hình ảnh giúp nhận diện những sự kiện bất ngờ trong môi trường xung quanh, bất kể chúng xuất hiện ở vị trí nào trên võng mạc - một khả năng trước đây chỉ được ghi nhận ở vỏ não tiên tiến của động vật có vú, bao gồm cả con người.
Các nhà nghiên cứu thuộc Khoa Thần kinh học và Trường Khoa học Thần kinh Sagol, Đại học Tel Aviv đã tập trung nghiên cứu vùng vỏ não lưng của rùa - được xem là “đối tác tiến hóa” của vỏ não thị giác động vật có vú.
Bằng cách ghi lại phản ứng thần kinh của rùa tỉnh táo và theo dõi chuyển động mắt, nhóm nghiên cứu phát hiện não rùa có thể phân biệt giữa các kích thích thị giác dự đoán được và bất thường, đồng thời khả năng này không bị ảnh hưởng bởi hướng nhìn của con vật.
Điều này đồng nghĩa với việc não rùa có thể “nhận diện điều mới” trong trường thị giác ngay cả khi con vật di chuyển đầu hoặc mắt - một hình thức xử lý ấn tượng, xét đến cấu trúc vỏ não tương đối đơn giản của loài này.
Các loài bò sát và động vật có vú được cho là tách ra từ một tổ tiên chung khoảng 320 triệu năm trước. Kể từ đó, não động vật có vú phát triển vượt bậc về kích thước và độ phức tạp, trong khi não bò sát vẫn giữ cấu trúc tương đối đơn giản, gần giống với não của các động vật có xương sống cổ - những loài đầu tiên hoàn toàn thích nghi với cuộc sống trên cạn.
Các phát hiện mới thách thức quan niệm truyền thống về tiến hóa vỏ não, cho thấy khả năng xử lý thông tin thị giác một cách độc lập với vị trí trên võng mạc có thể đã xuất hiện rất sớm trong lịch sử động vật có xương sống, trước khi các vỏ não lớp hóa, gấp nếp phức tạp của động vật có vú ra đời.
Theo các nhà nghiên cứu, cơ chế xử lý hình ảnh “bất biến” này từng đóng vai trò quan trọng cho các loài động vật sống trên cạn, giúp chúng phân biệt giữa thay đổi cảm giác do chuyển động của chính mình và thông tin mới thực sự có thể báo hiệu nguy hiểm hoặc cơ hội.
Tiến sỹ Shein-Idelson - thành viên nhóm nghiên cứu, nhấn mạnh, việc phát hiện cơ chế tinh vi này ở rùa mở ra một “cửa sổ” độc đáo vào quá khứ tiến hóa. Vì rùa và động vật có vú chia sẻ một tổ tiên xa xôi, sự hiện diện của khả năng xử lý thị giác tiên tiến ở cả hai nhánh gợi ý rằng những khả năng này hoặc đã có từ hàng trăm triệu năm trước, hoặc tiến hóa độc lập do áp lực môi trường tương tự.
Những phát hiện này đánh dấu bước tiến quan trọng trong hiểu biết về tiến hóa não bộ, cho thấy ngay cả các loài với cấu trúc thần kinh tương đối đơn giản cũng có thể thực hiện các phép tính trước đây được cho là chỉ khả thi với não lớn, phức tạp của động vật có vú, đồng thời hé lộ gốc rễ tiến hóa sâu xa của một số chức năng nhận thức cao ở động vật có xương sống hiện đại./.