Ученые, занимающиеся нейробиологией, раскрыли тайну человеческого мозга, выявив гены клеток, которые выделяют человека среди прочих приматов. Создав генетические карты мозга для различных видов приматов, они выявили 139 генов с высокой экспрессией, присущей только человеку. Эти гены, возможно, связаны с формированием разума.
Особенности, отличающие человека от других животных, такие как развитая речь, сознание и высокие когнитивные способности, связаны с высокой активностью головного мозга. Нейробиологи, исследуя анатомию и структуру мозга, проводя генетические и молекулярные исследования, и анализируя химические и сигнальные процессы в центральной нервной системе, пытаются выявить уникальные черты Homo sapiens, которых нет у его ближайших родственников среди приматов.
Сравнительный анализ выявил существенные различия в количестве типов нейронов в мозге мышей, различных обезьян и человека. В первичной моторной коре мозга мартышек-мармозеток обнаружили 94 кластера, в человеческих образцах — 127 типов, из которых только 45 были общими для всех. Ученые связывают эти различия с эволюционным расширением функций клеток мозга от примитивных млекопитающих к приматам и, затем, к человеку.
Исследователи, в том числе зарубежный профессор Женевьева Конопка, выяснили, что человеческий мозг содержит специализированные нервные клетки, ответственные за адаптацию к переменам и обработку нового опыта. Кроме того, в человеческих нейронах выявлено больше генов, влияющих на развитие речи.
Эти открытия могут иметь важные практические применения, помогая разработать новые методы лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как шизофрения и болезнь Альцгеймера, учитывая, что у них наблюдается снижение функции олигодендроцитов.
В последнем исследовании, описанном в данной статье, доктор Конопка и ее коллеги провели сравнение ДНК нейронов современных людей, неандертальцев и денисовцев. Анализируя не только генетический код, но и клеточные механизмы, регулирующие экспрессию генов, ученые выявили десятки генов, чьи функции различны у человека и его древних родственников. Особенно много различий обнаружено в нейронах задней поясной извилины, ответственной за мыслительную активность в бодрствующем состоянии.
Исследователи, под руководством доцента Джесси Гиллис , использовали базу данных одноклеточного транскриптомного анализа нейронов. В результате обнаружено 139 генов, общих для всех приматов, которые проявляют сильную экспрессию исключительно в мозге человека. Эти гены характеризуются уникальным профилем коэкспрессии, не присущим другим многоклеточным организмам.
Приблизительно половина из выделенных генов проявляется в нейронах серого вещества, а другая половина в ненейрональных клетках белого вещества, состоящего в основном из нервных волокон. Эти гены влияют на координацию различных областей головного мозга и скорость обработки информации.
Некоторые из выявленных генов хорошо изучены и устойчивы к мутациям. Ученые предполагают, что эти гены в определенный момент эволюции приспособились к когнитивным функциям более высокого уровня, что стало ключевым элементом уникальных способностей Homo sapiens.
Около четверти выявленных генов связаны с различными заболеваниями головного мозга, что, по мнению исследователей, может привести к новым пониманиям и методам лечения психических расстройств и нейродегенеративных состояний.
16+
Фото: unsplash.com
Еще больше интересного на главной странице и в наших соцсетях: ВКонтакте, Telegram или Одноклассники.
