Å studere neandertalerhjernen kan avsløre genetiske modifikasjoner som førte til at neandertalere ble utsatt for utryddelse, mens de gjorde oss mennesker til en unik art som overlever lenge
neandertalerne var en menneskeart (kalt Neanderthal neanderthalensis) som utviklet seg i Asia og Europa og sameksisterte til en viss grad med nåværende mennesker (Homo Sapiens) som utviklet seg i Afrika. Disse møtene hadde ført til at menneskelige arv arvet 2% av neandertaleren DNA og dermed er de de nærmeste eldgamle slektningene til moderne mennesker. Neandertalere er sist kjent for å ha eksistert for rundt 130000 40,000 og XNUMX XNUMX år siden. Neandertalere, ofte referert til som "hulemenn", hadde en karakteristisk lav lang hodeskalle, bred nese, ingen fremtredende hake, store tenner og kort, men sterk muskuløs kroppsramme. Deres særegne egenskaper tyder på å lete etter en måte for kroppen å spare varme midt i det kalde og harde. miljøer de levde i. Til tross for deres primitive levekår var de veldig lyse, talentfulle og sosiale mennesker med hjernestørrelse større enn moderne mennesker i dag. De var utmerkede jegere med ferdigheter, styrke, mot og dyktige kommunikasjonsevner. Selv om de bodde i utfordrende miljøer, var de enormt ressurssterke. Faktisk antas det at det kan ha vært et veldig smalt gap mellom neandertalere og oss mennesker når det gjelder oppførsel og instinkter. Fossile poster viser at de var kjøttetende (selv om de også spiste sopp), jegere og åtseldyr. Det er fortsatt uklart om de hadde sitt eget språk, men kompleks dynamikk i livene deres tyder på at de kommuniserte med hverandre ved hjelp av et språk.
Neandertalerne er nå utryddet i 40,000 350,000 år, men det er fortsatt et mysterium hvordan en art som hadde overlevd i mer enn XNUMX XNUMX år kan møte utryddelse. Noen forskere har formulert at moderne mennesker er ansvarlige for utryddelse av neandertalere siden de kanskje ikke har vært i stand til å overleve dyktig med konkurransen om ressurser fra tidlige forfedre til moderne mennesker. Dette skal også ha blitt forverret av raske endringer i klimaforholdene. Neandertalere forsvant ikke alle raskt, men ble erstattet av moderne mennesker gradvis gjennom lokale befolkninger. Neandertalere er den mest interessante delen av menneskets evolusjon som har fascinert forskere mest på grunn av nærhet av neandertalere til moderne mennesker. Og for å støtte dette forskning, mange gjenstander og fossiler, til og med hele skjeletter har blitt avdekket som viser et glimt av livet til neandertalere.
Å dyrke en neandertalerhjerne i laboratoriet
Forskere ved University of California, San Diego dyrker neandertalernes miniatyrhjerner (som ligner en cortex som er det ytre laget av hjerne) på størrelse med en 'ert' i petriskåler i laboratoriet. Hver av disse "ertene" bærer NOVA1-genet av forfedrene og har rundt 400,000 XNUMX celler. Målet med å dyrke og analysere disse "minihjernene" til neandertalere er å kaste lys over små nevrale klumper som kan fortelle oss hvorfor denne lenge overlevende arten ble utryddet og hva som var grunnen til at moderne mennesker i stedet erobret planet Jord. Det er viktig å forstå dette fordi noen moderne mennesker deler 2% DNA med neandertalere gjennom avl og på et tidspunkt sameksisterte vi med dem. Sammenligningen av genetiske forskjeller i hjernen kan kaste maksimalt lys over deres bortgang og rask økning av homo sapiens.
For å sette i gang vekst av minihjernen brukte forskere stamcelleteknologi der stamceller begynner å bli en hjerneorganoid (et lite organ) over en periode på flere måneder. I sin fullvoksne størrelse måler disse organoidene 0.2 tommer og er synlige for det blotte øye. Imidlertid er veksten deres begrensende fordi de under laboratorieomstendighetene ikke får blodtilførselen som kreves for at de skal vokse helt. Så, minihjerneceller mottok næringsstoffene for vekst ved diffusjonsprosessen. Det kan være mulig å vokse dem videre ved å kanskje innprente 3D-printede kunstige blodårer i dem for å muliggjøre utvikling, noe forskere gjerne vil prøve.
Første skritt mot å sammenligne neandertalerens hjerne med vår
Neandertalerhjerner er mer langstrakte rørlignende strukturer sammenlignet med menneskelige avrundede hjerner. I dette eksepsjonelle arbeidet sammenlignet forskere tilgjengelige fullsekvenserte genomer fra neandertalere med moderne mennesker. Neandertaler-genomet ble sekvensert etter å ha hentet det fra bein i fossilene som ble avdekket. Totalt 200 gener viste betydelige forskjeller og fra denne listen fokuserte forskerne på NOVA1 – master genuttrykksregulator. Dette genet er det samme hos mennesker og neandertalere med bare en liten forskjell (et enkelt DNA-basepar). Genet er sett å ha høyt uttrykk i nevroutvikling og har vært knyttet til flere nevrale tilstander som autisme. Ved nærmere ettersyn hadde neandertaler-minihjerner svært få forbindelser mellom nevroner (kalt synapser) enn vanlig og hadde også forskjellige nevronale nettverk som til en viss grad ser ut som en menneskelig hjerne som lider av autisme, spådde. Det er høyst mulig at mennesker hadde mer avanserte og sofistikerte nevrale nettverk sammenlignet med neandertalere som fikk oss til å overleve over dem.
Denne forskningen er på et veldig tidlig stadium for å komme til en konklusjon, hovedsakelig på grunn av naturen til kontrollerte eksperimenter. Den største begrensningen ved denne studien er at slike minihjerner ikke er "bevisste sinn" eller en "full hjerne" og kan egentlig ikke gi et fullstendig bilde av hvordan en voksen hjerne fungerer. Men hvis forskjellige regioner dyrkes vellykket, kan de passes sammen for å få en større forståelse av neandertalerens "sinn". Forskere vil definitivt utforske mer om evnen til neandertalerhjernene til å lære ting, og dermed ville de prøve å sette disse minihjernene i roboten og forstå signalene.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Cohen J 2018. Neandertaler-hjerneorganoider kommer til liv. Vitenskap. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
