Вывучэнне мозгу неандэртальцаў можа выявіць генетычныя мадыфікацыі, якія прывялі да знікнення неандэртальцаў, у той час як зрабілі нас людзьмі як унікальны выгляд, які доўга выжыў.
неандэртальцы былі чалавечым выглядам (так званым неандэртальцам neanderthalensis), які эвалюцыянаваў у Азія і Еўропа і некаторай часткай суіснаваў з сучаснымі людзьмі (Homo Sapiens), якія эвалюцыянавалі ў Афрыка. Гэтыя сустрэчы прывялі да таго, што чалавек атрымаў у спадчыну 2% неандэртальца ДНК і, такім чынам, яны з'яўляюцца бліжэйшымі старажытнымі сваякамі сучаснага чалавека. Апошні раз вядома, што неандэртальцы існавалі каля 130000 40,000 і XNUMX XNUMX гадоў таму. Неандэртальцы, якіх звычайна называюць «пячорнымі людзьмі», мелі характэрны нізкі доўгі чэрап, шырокі нос, адсутнасць выбітнага падбародка, вялікія зубы і кароткае, але моцнае мускулістае цела. Іх характэрныя характарыстыкі паказваюць на тое, што цела шукае спосабу захавання цяпла сярод холаду і жорсткасці асяроддзях яны жылі. Нягледзячы на іх прымітыўныя ўмовы жыцця, яны былі вельмі разумнымі, таленавітымі і сацыяльнымі людзьмі з памерам мозгу большым, чым у сучасных людзей. Яны былі выдатнымі паляўнічымі, якія валодалі навыкамі, сілай, адвагай і ўмелымі камунікатыўнымі навыкамі. Нягледзячы на тое, што яны жылі ў складаных умовах, яны былі надзвычай вынаходлівымі. Фактычна, лічыцца, што паміж неандэртальцамі і намі, людзьмі, магла быць вельмі вузкая розніца з пункту гледжання паводзін і інстынктаў. Запісы выкапняў паказваюць, што яны былі пажадлівымі (хоць яны таксама елі грыбы), паляўнічыя і сметнікі. Пакуль незразумела, ці была ў іх свая мова, але складаная дынаміка іх жыцця сведчыць аб тым, што яны размаўлялі адзін з адным з дапамогай мовы.
Неандэртальцы вымерлі ўжо 40,000 350,000 гадоў, аднак да гэтага часу застаецца загадкай, як від, які выжыў больш за XNUMX XNUMX гадоў, можа пагражаць знікненнем. Некаторыя навукоўцы сфармулявалі, што сучасныя людзі нясуць адказнасць за выміранне неандэртальцаў, паколькі яны, магчыма, не змаглі ўмела выжыць з канкурэнцыяй за рэсурсы, якую стваралі раннія продкі сучаснага чалавека. Напэўна, гэта таксама пагаршалася хуткай зменай кліматычных умоў. Неандэртальцы не ўсе хутка зніклі, але былі заменены сучаснымі людзьмі паступова праз мясцовае насельніцтва. Неандэртальцы - самая цікавая частка эвалюцыі чалавека, якая зацікавіла навукоўцаў у асноўным з-за блізкасці неандэртальцаў да сучасных людзей. І падтрымаць гэта даследаванне, шмат прадметаў і выкапняў, нават поўныя шкілеты былі выяўленыя, якія дэманструюць пробліск жыцця неандэртальцаў.
Вырошчванне мозгу неандэртальца ў лабараторыі
Даследчыкі з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Дыега вырошчваюць мініяцюрны мозг неандэртальцаў (падобны на кару галаўнога мозгу, якая з'яўляецца знешнім пластом мозг) памерам з «гарошыну» ў чашках Петры ў лабараторыі. Кожная гэтая «гарошына» нясе сваю NOVA1 ген продкаў і налічвае каля 400,000 XNUMX клетак. Мэта вырошчвання і аналізу гэтых "міні-мозгоў" неандэртальцаў - праліць святло на невялікія нервовыя камячкі, якія могуць сказаць нам, чаму гэты від, які доўга існаваў, вымер і што стала прычынай таго, што сучасныя людзі замест гэтага заваявалі планета Зямля. Важна разумець гэта, таму што некаторыя сучасныя людзі сапраўды падзяляюць 2% ДНК з неандэртальцамі ў выніку селекцыі, і ў нейкі момант мы суіснавалі з імі. Параўнанне генетычных адрозненняў у мозгу можа праліць максімум святла на іх гібель і хуткае размнажэнне гома сапіенс.
Каб ініцыяваць рост міні-мозгу, даследчыкі выкарыстоўвалі тэхналогію ствалавых клетак, пры якой ствалавыя клеткі пачынаюць станавіцца арганоидам мозгу (невялікі орган) на працягу некалькіх месяцаў. У іх цалкам выраслі памеры гэтыя арганоіды маюць памер 0.2 цалі і бачныя няўзброеным вокам. Аднак іх рост абмежаваны, таму што ў лабараторных умовах яны не атрымліваюць кровазабеспячэння, неабходнага для іх поўнага росту. Такім чынам, клеткі мінімозга атрымалі пажыўныя рэчывы для росту ў працэсе дыфузіі. Магчыма, іх можна будзе развіваць далей, укараніўшы ў іх 3D-друкаваныя штучныя крывяносныя пасудзіны, каб дазволіць развіццё, што даследчыкі хацелі б паспрабаваць.
Першы крок да параўнання мозгу неандэртальца з нашым
Мозг неандэртальцаў - гэта больш выцягнутыя трубападобныя структуры ў параўнанні з круглявым мозгам чалавека. У гэтай выключнай працы даследчыкі параўналі даступныя цалкам паслядоўнасці геномаў неандэртальцаў з сучаснымі людзьмі. Геном неандэртальца быў секвенаваны пасля атрымання яго з костак у закамянеласцях, якія былі выяўленыя. У агульнай складанасці 200 генаў паказалі істотныя адрозненні, і з гэтага спісу даследчыкі засяродзіліся на НОВА1 – майстар-рэгулятар экспрэсіі генаў. Гэты ген аднолькавы ў людзей і неандэртальцаў з невялікім адрозненнем (адна пара падстаў ДНК). Відаць, што гэты ген мае высокую экспрэсію пры нейроразвіцці і быў звязаны з некалькімі нервовымі захворваннямі, такімі як аўтызм. Пры ўважлівым разглядзе мінімозг неандэртальцаў меў вельмі мала сувязяў паміж нейронамі (так званых сінапсамі), чым тыповыя, а таксама адрозніваліся нейронавымі сеткамі, якія выглядалі як чалавечы мозг, які пакутуе ад аўтызму, прагназавалі даследчыкі. Вельмі верагодна, што людзі мелі больш развітыя і складаныя нейронавыя сеткі ў параўнанні з неандэртальцамі, што прымусіла нас выжыць з імі.
Гэта даследаванне знаходзіцца на вельмі ранняй стадыі, каб прыйсці да высновы, галоўным чынам з-за характару кантраляваных эксперыментаў. Найбольшым абмежаваннем гэтага даследавання з'яўляецца тое, што такі мінімозг не з'яўляецца «свядомым розумам» або «поўным мозгам» і не можа даць поўную карціну таго, як функцыянуе мозг дарослага чалавека. Аднак, калі розныя рэгіёны паспяхова вырошчваюцца, іх можна аб'яднаць, каб атрымаць большае разуменне неандэртальскага «розуму». Даследчыкі, безумоўна, хацелі б больш падрабязна вывучыць здольнасць мозгу неандэртальцаў пазнаваць рэчы, і такім чынам яны паспрабуюць змясціць гэтыя мінімозгі ў робат і зразумець сігналы.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Cohen J 2018. Органоіды мозгу неандэртальцаў ажываюць. навука. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
