Эволюция мозга: нейроны-«спринтеры» обезьян проигрывают «стайерам» человека

Что делает людей людьми? Несмотря на нашу генетическую и эволюционную близость с ближайшими родственниками – человекообразными обезьянами, различия в когнитивных способностях очевидны: к примеру, умственное развитие шимпанзе находится примерно на уровне двухлетнего ребенка. Ученые продолжают изучать природу этих различий, используя современные технологии клеточной трансформации

Общеизвестно, что мозг человека, особенно области, вовлеченные в когнитивные процессы, в ходе эволюции значительно увеличился в размере по сравнению с нашими далекими предками и тем же шимпанзе. Но дело здесь не только в размерах: само эмбриональное развитие коры головного мозга у человека идет немного по-другому.

Важную роль в формировании эмбрионального мозга играют два важнейших процесса: миграция предшественников нейронов в разные мозговые области и созревание нервных клеток (рост и формирование отростков-дендритов). Чтобы изучить их, ученые с помощью технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток получили из зрелых фибробластов кожи человека, шимпанзе и бонобо (карликовый шимпанзе) нейральные клетки-предшественники, способные дифференцироваться в клетки нервной ткани.

Исследовав скорость миграции этих предшественников нейронов «в пробирке», ученые обнаружили, что клетки обезьян движутся быстрее, чем человеческие. Затем будущие нейроны были помечены разными флуоресцентными метками и трансплантированы в еще развивающийся мозг детенышей лабораторных мышей. Наблюдения за «поведением» и созреванием нейральных клеток продолжались 19 недель.

Оказалось, что нейроны шимпанзе в результате мигрировали на большее расстояние и занимали большую площадь, чем нейроны человека. При этом на начальных стадиях развития клетки человека по сравнению с шимпанзе имели более короткие дендриты, менее разветвленные и с меньшим числом шипиков. Однако в какой-то момент они начинали расти быстрее и в конечном счете превосходили нейроны шимпанзе как по структурным, так и по функциональным характеристикам, т.е. по «качеству» проведения нервного импульса.

Судя по этим результатам, развитие человеческого мозга на ранних этапах идет с «задержкой» по сравнению с шимпанзе. но затем оно существенно ускоряется, что выводит функционирование этого органа на новый уровень. Ученые планируют продолжить работы с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток других приматов, чтобы уже детально разобраться в ходе эволюции мозга обезьян и человека.

Фото: https://pixabay.com

Подготовила Мария Перепечаева

: 18.02.2019