Изучение мозга неандертальцев может выявить генетические модификации, из-за которых неандертальцы оказались перед угрозой вымирания, а мы, люди, стали уникальным, долгоживущим видом.
Неандертальцы были человеческим видом (называемым неандертальцами neanderthalensis), которые эволюционировали в Азия и Европа и в некоторой степени сосуществовали с нынешними людьми (Homo Sapiens), которые эволюционировали в Африка. Эти встречи привели к тому, что люди унаследовали 2% неандертальцев. ДНК и, таким образом, они являются ближайшими древними родственниками современного человека. Последний раз известно, что неандертальцы существовали около 130000 40,000 и XNUMX XNUMX лет назад. Неандертальцы, обычно называемые «пещерными людьми», имели характерный низкий длинный череп, широкий нос, отсутствие выступающего подбородка, большие зубы и короткое, но сильное мускулистое тело. Их отличительные характеристики свидетельствуют о том, что тело ищет способ сохранить тепло в условиях холода и суровых условий. средах в которых они жили. Несмотря на свои примитивные условия жизни, они были очень умными, талантливыми и общительными людьми с размером мозга больше, чем у современных людей сегодня. Они были отличными охотниками, обладавшими навыками, силой, смелостью и отличными коммуникативными навыками. Несмотря на то, что они жили в сложных условиях, они были чрезвычайно изобретательны. Фактически, считается, что между неандертальцами и нами, людьми, могла существовать очень узкая пропасть с точки зрения поведения и инстинктов. Ископаемые останки показывают, что они были плотоядными (хотя они также ели грибы), охотники и падальщики. До сих пор неясно, был ли у них собственный язык, но сложная динамика их жизни позволяет предположить, что они общались друг с другом, используя язык.
Неандертальцы вымерли уже 40,000 350,000 лет назад, однако до сих пор остается загадкой, как вид, просуществовавший более XNUMX XNUMX лет, мог оказаться на грани исчезновения. Некоторые ученые сформулировали, что современные люди несут ответственность за вымирание неандертальцев, поскольку они, возможно, не смогли выжить в условиях конкуренции за ресурсы, которую создавали ранние предки современных людей. Это, должно быть, также усугублялось быстрым изменением климатических условий. Неандертальцы не исчезли быстро, но постепенно были заменены современными людьми через местное население. Неандертальцы — самая интересная часть человеческой эволюции, которая заинтриговала ученых главным образом из-за непосредственной близости неандертальцев к современным людям. И поддержать это исследованиями, было обнаружено множество предметов и окаменелостей, даже полные скелеты, которые дают представление о жизни неандертальцев.
Выращивание мозга неандертальца в лаборатории
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего выращивают миниатюрный мозг неандертальцев (напоминающий кору головного мозга, которая является внешним слоем мозг) размером с горошину в чашках Петри в лаборатории. Каждая такая «горошинка» несет в себе Ген NOVA1 предков и насчитывает около 400,000 XNUMX клеток. Цель выращивания и анализа этих «мини-мозгов» неандертальцев — пролить свет на небольшие нейронные комочки, которые могут рассказать нам, почему этот долгоживущий вид вымер и что послужило причиной того, что современные люди вместо этого завоевали планета Земля. Это важно понимать, потому что некоторые современные люди действительно имеют 2% общей ДНК с неандертальцами в результате размножения, и в какой-то момент мы сосуществовали с ними. Сравнение генетических различий в мозге может пролить максимальный свет на их вымирание и быстрый рост численности homo sapiens.
Чтобы инициировать рост мини-мозга, исследователи использовали технологию стволовых клеток, в которой стволовые клетки начинают превращаться в органоид головного мозга (небольшой орган) в течение нескольких месяцев. Эти органоиды имеют размер 0.2 дюйма и видны невооруженным глазом. Однако их рост ограничен, поскольку в лабораторных условиях они не получают кровоснабжения, необходимого для их полного роста. Итак, клетки минибрена в процессе диффузии получали питательные вещества для роста. Возможно, удастся вырастить их и дальше, внедрив в них искусственные кровеносные сосуды, напечатанные на 3D-принтере, чтобы обеспечить развитие, что исследователи хотели бы попробовать.
Первый шаг к сравнению мозга неандертальца с нашим
Мозг неандертальцев представляет собой более вытянутые трубчатые структуры по сравнению с мозгом человека округлой формы. В этой исключительной работе исследователи сравнили доступные полностью секвенированные геномы неандертальцев с современными людьми. Геном неандертальца был секвенирован после извлечения его из костей в обнаруженных окаменелостях. В общей сложности 200 генов показали существенные различия, и из этого списка исследователи сосредоточились на NOVA1 - регулятор экспрессии главного гена. Этот ген одинаков у людей и неандертальцев с небольшой разницей (одна пара оснований ДНК). Видно, что ген имеет высокую экспрессию в нервном развитии и был связан с несколькими нервными состояниями, такими как аутизм. При ближайшем рассмотрении у неандертальских мини-мозгов было очень мало связей между нейронами (так называемых синапсов), чем обычно, а также были разные нейронные сети, несколько напоминающие человеческий мозг, страдающий от аутизма, предсказывали исследователи. Вполне возможно, что у людей были более продвинутые и сложные нейронные сети по сравнению с неандертальцами, что позволило нам выжить над ними.
Это исследование находится на очень ранней стадии, чтобы прийти к заключению, в основном из-за характера контролируемых экспериментов. Самым большим ограничением этого исследования является то, что такие мини-мозги не являются «сознательным разумом» или «полноценным мозгом» и не могут действительно предоставить полную картину того, как функционирует мозг взрослого человека. Однако, если успешно выращивать разные регионы, их можно объединить, чтобы лучше понять «разум» неандертальцев. Исследователи определенно хотели бы больше узнать о способности мозга неандертальцев учиться, и поэтому они попытались бы поместить эти мини-мозги в робота и понять сигналы.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Коэн Дж. 2018. Органоиды мозга неандертальцев оживают. Наука. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
