Учени отгледаха неандерталски „минимозъци“, за да ги сравнят с човешкия
Човешкият мозък е най-голямата загадка на науката. Сега в опит да разберат по-добре как еволюира в такъв голям и сложен орган, експертите отглеждат модели на неандерталски „минимозъци“ от гени, открити както в неандерталците, така и в съвременните хора.
Алисън Муотри, директор на програмата за стволови клетки в Калифорнийския университет в Сан Диего (UCSD), съобщава, че революционният експеримент има за цел да помогне на учените да разберат по-добре какво ни прави хора. „Защо мозъкът ни е толкова различен от другите видове, включително от този на нашите собствени вече изчезнали роднини?“, пита той.
Учените откриват, че един от начините за отговор на този въпрос е да се сравнят съвременните човешки мозъци с тези на неандерталците. Но докато разполагат с достатъчно вкаменени неандерталски черепи, проба от неандерталски мозък учените все още нямат.
В опит да оправят тази липса, изследователите от UCSD успешно отглеждат модел на неандерталски мозък с размерите на сусамово семе, в петриеви блюда, използвайки изменени човешки стволови клетки.
Блюдо на Петри
Хибридните минимозъци или „органоиди“ за първи път са отгледани успешно през 2018 г. като това изследване има за цел да разбере кои гени са загубили съвременните хора в хода на еволюцията.
Учените отглеждат две партиди минимозъци от стволови клетки – един, който е изцяло човешки, и втори, който е инжектиран с древен ген, за който се смята, че играе роля в развитието на мозъка. Тези ген се нарича NOVA1 и има както модерен човешки, така и архаичен вариант, който все още присъства в други живи примати, като шимпанзетата.
NOVA1 е вмъкнат с помощта на инструмента за редактиране на гени CRISPR. Резултатът е минимозък, подобен на неандерталския.
Проучването установява, че подобните на неандерталските мозъци с архаичния вариант на гена NOVA1 имат неравномерен най-външен слой и узряват по-бързо, като същевременно остават по-малки от тези на съвременните си събратя.
„Веднага щом видяхме формата на органоидите, знаехме, че сме на път към нещо“, каза Муотри.
Изследователският екип също така открива, че мозъчната активност на неандерталския мозък е значително по-хаотична и произвежда напълно различни набори от протеини от човешкия мозък. В крайна сметка изследването затвърждава теорията, че мозъците на съвременните хора растат и се развиват много по-дълго след раждането, отколкото мозъците на неандерталците.
Всъщност Муотри смята, че съвременната версия на варианта NOVA1 е еволюционно предимство, което забавя съзряването на човека, за да позволи на мозъците на възрастните днес да станат по-сложни. Тази разлика може да се види и между хората и другите примати.
„Бебе шимпанзе може да надхитри човешкото новородено“, каза Муотри. „Нужно е време, за да отгледаме бебетата си, докато станат независими. Не виждаме това при други видове. Мисля, че тук случаят е нещо подобно.“
Но не всичко за геномите на неандерталеца и съвременния човешки геном междувременно е установено, че е различно. Според Муотри има само 61 генетични промени, които отличават съвременните хора от неандерталците. „Очаквах да намеря стотици или хиляди“, казва той.
Интересното е, че съвременните хора споделят повече генетичен материал с неандерталците, отколкото всеки друг жив примат, а 40% от генома на неандерталците все още може да се намери в нашите гени и днес.
Някои учени обаче са скептични към това изследване. Грей Кемп, биолог по развитието, чиято лаборатория е отгледала подобни минимозъци миналата година, заявява, че това изследване трябва да се приема с недоверие, тъй като не е идеално представяне на мозъка на неандерталца.
Независимо от това, тези минимозъци са зашеметяващ пример за нашия напредък в изучаването на еволюцията на човешкия опит. Разбирането на това как е възникнал мозъкът ни, например, може да ни помогне да се преборим с неврологични заболявания и състояния, като болестта на Алцхаймер и шизофренията.
