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 Neanderthal neanderthalensis), который развился в Азии и Европе и сосуществовал отчасти с существующими людьми (Homo Sapiens), которые эволюционировали в Африке. Эти встречи привели к тому, что человеческие роды унаследовали 2% неандертальцев. ДНК и, таким образом, они являются ближайшими древними родственниками современных людей. Последнее известное существование неандертальцев - около 130000 и 40,000 XNUMX лет назад. Неандертальцы, которых обычно называют «пещерными людьми», обладали характерным низким длинным черепом, широким носом, без выступающего подбородка, большими зубами и коротким, но сильным мускулистым телом. Их отличительные характеристики указывают на то, что они искали способ сохранения тепла телом в холодных и суровых условиях, в которых они жили. Несмотря на свои примитивные условия жизни, они были очень яркими, талантливыми и общительными людьми с размером мозга больше, чем у современных людей. Это были отличные охотники, обладающие навыками, силой, отвагой и прекрасными коммуникативными навыками. Несмотря на то, что они жили в сложных условиях, они были чрезвычайно изобретательны. Фактически, считается, что между неандертальцами и нами, людьми, мог быть очень узкий разрыв с точки зрения поведения и инстинктов. Летописи окаменелостей показывают, что они были плотоядными (хотя они также питались грибами), охотниками и падальщиками. До сих пор неясно, был ли у них собственный язык, но сложная динамика их жизни предполагает, что они общались друг с другом с помощью языка.
Неандертальцы вымерли уже 40,000 350,000 лет, однако до сих пор остается загадкой, как вид, выживший более XNUMX XNUMX лет, мог столкнуться с исчезновением. Некоторые ученые сформулировали, что современные люди ответственны за вымирание неандертальцев, поскольку они, возможно, не смогли выжить в условиях конкуренции за ресурсы, исходящей от ранних предков современных людей. Это, должно быть, усугублялось быстрым изменением климатических условий. Неандертальцы не все быстро исчезли, но были постепенно заменены современными людьми через местные популяции. Неандертальцы - самая интересная часть эволюции человека, которая заинтриговала ученых в основном из-за непосредственной близости неандертальцев к современным людям. И в поддержку этого исследования было обнаружено множество объектов и окаменелостей, даже полные скелеты, которые демонстрируют представление о жизни неандертальцев.
Выращивание мозга неандертальца в лаборатории
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего в лаборатории выращивают миниатюрный мозг неандертальцев (напоминающий кору, которая является внешним слоем мозга) размером с горошину в чашках Петри. Каждая из этих «горошин» несет в себе Ген NOVA1 предков и насчитывает около 400,000 2 клеток. Цель выращивания и анализа этих «мини-мозгов» неандертальцев состоит в том, чтобы пролить свет на небольшие нервные образования, которые могут рассказать нам, почему этот давно выживший вид вымер и что стало причиной того, что современные люди вместо этого завоевали планету Земля. Это важно понимать, потому что некоторые современные люди действительно разделяют XNUMX% ДНК с неандертальцами в результате размножения, и в какой-то момент мы сосуществовали с ними. Сравнение генетических различий в мозге может пролить максимум света на их исчезновение и быстрое увеличение числа 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
