Proučavanje mozga neandertalaca može otkriti genetske modifikacije koje su uzrokovale neandertalce da se suoče s izumiranjem, dok su nas ljudi učinili jedinstvenom dugovječnom vrstom
Neandertalci bili ljudska vrsta (zvana neandertalski neanderthalensis) koja je evoluirala u Azija i ŠIROM Europe i koegzistirao je jednim dijelom sa sadašnjim ljudskim bićima (Homo Sapiens) koji su evoluirali u Afrika. Ovi su susreti doveli do toga da su ljudi naslijedili 2% neandertalca DNA i stoga su oni najbliži drevni rođaci modernim ljudima. Za neandertalce se zna da su posljednji put postojali prije otprilike 130000 40,000 i XNUMX XNUMX godina. Neandertalci, koji se obično nazivaju "pećinskim ljudima", imali su karakterističnu nisku dugačku lubanju, širok nos, bez istaknute brade, velike zube i kratko, ali snažno mišićavo tijelo. Njihove karakteristične karakteristike ukazuju na traženje načina da tijelo sačuva toplinu usred hladnoće i surovosti okruženja u kojima su živjeli. Unatoč primitivnim životnim uvjetima, bili su vrlo bistri, talentirani i društveni ljudi s veličinom mozga većom od današnjih modernih ljudi. Bili su izvrsni lovci koji su posjedovali vještine, snagu, hrabrost i vještu komunikaciju. Iako su živjeli u izazovnim okruženjima, bili su nevjerojatno domišljati. Zapravo, vjeruje se da je mogao postojati vrlo mali jaz između neandertalaca i nas ljudi u smislu ponašanja i instinkata. Fosilni zapisi pokazuju da su bili mesojedi (iako su također jeli gljive), lovci i strvinari. Još uvijek nije jasno jesu li imali vlastiti jezik, ali složena dinamika u njihovim životima sugerira da su međusobno komunicirali koristeći se jezikom.
Neandertalci su sada izumrli prije 40,000 godina, međutim, još uvijek je misterij kako se vrsta koja je preživjela više od 350,000 godina mogla suočiti s izumiranjem. Neki su znanstvenici formulirali da su moderni ljudi odgovorni za izumiranje neandertalaca budući da možda nisu bili sposobni preživjeti s konkurencijom u resursima koju su predstavljali rani preci modernih ljudi. Ovo je također moralo biti pogoršano brzom promjenom klimatskih uvjeta. Neandertalci nisu brzo nestali, već su ih moderni ljudi zamijenili postupno kroz lokalno stanovništvo. Neandertalci su najzanimljiviji dio ljudske evolucije koji je zaintrigirao znanstvenike ponajviše zbog neposredne blizine neandertalaca modernim ljudima. I podržati ovo istraživanje, mnogi predmeti i fosili, čak i puni kosturi su otkriveni koji pokazuju djelić života neandertalaca.
Uzgoj neandertalskog mozga u laboratoriju
Istraživači s Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu uzgajaju minijaturne mozgove neandertalaca (nalik korteksu koji je vanjski sloj mozak) veličine 'zrna graška' u petrijevim zdjelicama u laboratoriju. Svaki od ovih "graška" nosi gen NOVA1 predaka i ima oko 400,000 XNUMX stanica. Cilj uzgoja i analize tih 'minimozgova' neandertalaca je rasvjetliti male neuralne nakupine koje nam mogu reći zašto je ova dugoživjela vrsta izumrla i koji je bio razlog da moderni ljudi umjesto toga pokore planeta Zemlja. Važno je to razumjeti jer neki moderni ljudi dijele 2% DNK s neandertalcima kroz razmnožavanje i u jednom trenutku smo koegzistirali s njima. Usporedba genetskih razlika u mozgu može maksimalno rasvijetliti njihovu propast i brz porast homo sapiensa.
Kako bi pokrenuli rast minimozga, istraživači su koristili tehnologiju matičnih stanica u kojoj matične stanice počinju postajati moždani organoid (mali organ) tijekom razdoblja od nekoliko mjeseci. U svojoj potpuno odrasloj veličini, ovi organoidi mjere 0.2 inča i vidljivi su golim okom. Međutim, njihov rast je restriktivan jer u laboratorijskim okolnostima ne dobivaju opskrbu krvlju koja im je potrebna za potpuni rast. Dakle, stanice mini mozga dobile su hranjive tvari za rast procesom difuzije. Možda bi ih bilo moguće dalje razvijati uvođenjem 3D ispisanih umjetnih krvnih žila u njih kako bi se omogućio razvoj, što bi istraživači željeli pokušati.
Prvi korak prema usporedbi neandertalskog mozga s našim
Neandertalski mozgovi su više izdužene strukture nalik na cijevi u usporedbi s ljudskim zaobljenim mozgovima. U ovom iznimnom radu, istraživači su usporedili dostupne potpuno sekvencionirane genome neandertalaca s modernim ljudima. Neandertalski genom je sekvencioniran nakon što je izvučen iz kostiju u fosilima koji su otkriveni. Ukupno 200 gena pokazalo je značajne razlike i s ovog popisa istraživači su se usredotočili NOVA1 – glavni regulator ekspresije gena. Ovaj gen je isti kod ljudi i neandertalaca sa samo malom razlikom (jedan par baza DNK). Vidi se da gen ima visoku ekspresiju u neurorazvoju i povezan je s nekoliko neuralnih stanja poput autizma. Kad bolje pogledamo, neandertalski minimozg je imao vrlo malo veza između neurona (zvanih sinapse) nego što je to uobičajeno, a također su imali različite neuronske mreže koje su se donekle doimale poput ljudskog mozga oboljelog od autizma, što su predviđali istraživači. Vrlo je moguće da su ljudi imali naprednije i sofisticiranije neuronske mreže u usporedbi s neandertalcima zbog kojih smo preživjeli nad njima.
Ovo istraživanje je u vrlo ranoj fazi da bi se došlo do zaključka, uglavnom zbog prirode kontroliranih eksperimenata. Najveće ograničenje ove studije je da takvi minimozkovi nisu "svjesni umovi" ili "puni mozak" i ne mogu stvarno pružiti potpunu sliku o tome kako mozak odrasle osobe funkcionira. Međutim, ako se različite regije uspješno uzgajaju, mogu se spojiti kako bi se steklo veće razumijevanje neandertalskog "uma". Istraživači bi svakako željeli istražiti više o sposobnosti mozga neandertalaca da nauči stvari i stoga bi pokušali staviti te minimozge u robota i razumjeti signale.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Cohen J 2018. Organoidi mozga neandertalaca oživljavaju. Znanost. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
