• Виктор
  • Статьи
  • 2 мин. чтения

Нейробиологи выяснили, как у человека появилась развитая новая кора мозга


Микрофотография органоида человеческого мозга / © Janine Hoffmann

Неокортекс, или новая кора мозга, — относительно молодой набор слоев внешней части головного мозга млекопитающих. Эта кора отвечает за работу ряда сложных когнитивных функций, таких как абстрактное мышление, эмоциональное и социальное взаимодействие, обработка речи, обучение, самосознание и некоторые другие. В основном эти функции характерны для человека как обладателя самого объемного и развитого неокортекса с большим количеством борозд и извилин, увеличивающих площадь поверхности всего мозга.

Однако молекулярные механизмы, управляющие эволюцией неокортекса и приведшие к формированию сложного человеческого мозга, до сих пор в значительной степени не известны. Их открытие может иметь решающее значение для понимания истории развития мозга и потенциального решения связанных с ним проблем. Понимая это, группа ученых из Дрезденского технического университета (Германия) совместно с коллегами из других немецких организаций сравнила развивающийся мозг мышей, горилл и людей.

Для этого исследователи создали из соответствующих стволовых клеток трехмерные структуры, состоящие из нейронов и вспомогательных клеток нервной ткани. Такие органоиды воспроизводят большинство типов клеток развивающегося мозга. Они взаимодействуют, передают сигналы и устроены так же, как в реальном мышином или человеческом мозге, что делает их идеальным объектом исследований.

Иммунофлуоресценция тканей мышиного и человеческого неокортекса (слева), а также органоидов мозга гориллы и человека (справа) / © Paula Cubillos et al, EMBO Journal (2024)

Внимание нейробиологов привлек специфический белок эпирегулин. Он участвует в регуляции пролиферации (делении), дифференциации (специализации) и гибели клеток во многих процессах — начиная с образования новых кровеносных сосудов и заканчивая развитием различных видов рака. Оказалось, эпирегулин также стимулирует деление и распространение стволовых клеток в развивающемся неокортексе человека, обеспечивая разрастание ткани и увеличение его объема.

Проследив за эволюцией гена EREG, который кодирует этот белок, команда ученых выяснила, что ген не уникален для человека, присутствует у других приматов и даже у мышей. Однако по какой-то причине у мышей этот ген постоянно отключен, из-за чего эпирегулин не вырабатывается в их развивающемся мозге, и неокортекс грызунов остается относительно тонким и гладким. 

Краткое схематическое описание результатов нового исследования. Показано, что активный ген EREG, производящий белок эпирегулин, способствует разрастанию неокортекса человека и гориллы, но не мыши, у которой этот ген не активен / © Paula Cubillos et al, EMBO Journal (2024)

Для сравнения исследователи создали органоиды мозга гориллы, где ген EREG работал, производя белок, хоть и в несколько меньших количествах, чем у человека. После дополнительного изучения геномов животных авторы работы нашли 11 областей с генами, которые могут активировать экспрессию EREG у человека и приматов, но не у мышей. Но, по мнению ученых, для более полного понимания межвидовых различий в естественном производстве эпирегулина в развивающемся неокортексе млекопитающих необходимы дополнительные исследования. 

Нейробиологи также сравнили эффект искусственного добавления эпирегулина в органоиды мозга человека, гориллы и мыши. Исследователи обнаружили, что для мозга грызунов и обезьян такая процедура позволила повысить пролиферацию стволовых клеток и увеличить область, соответствующую неокортексу реального головного мозга. Напротив, на человеческий органоид добавление дополнительного количества белка не оказало никакого эффекта, а значит, выявленный механизм разрастания новой коры имеет свои ограничения.

Более подробно результаты исследования изложены в статье, опубликованной в журнале EMBO Journal.


Source: https://oaoo.ru/biolog/neirobiologi-vyiasnili-kak-y-cheloveka-poiavilas-razvitaia-novaia-kora-mozga.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Шимпанзе помнят знакомых сородичей десятилетиями

Карликовые шимпанзе (бонобо) в дикой природе / © Wirestock Creators/Shutterstock / Автор: Екатерина Лебедева В рамках работы, результаты...

Зоологи выяснили, почему у большинства собак темные глаза

У большинства волков ярко-желтые глаза, тогда как у большинства собак — почти черные / © Unsplash / Автор:...

Нейробиологи выяснили, как у человека появилась развитая новая кора мозга

Микрофотография органоида человеческого мозга / © Janine Hoffmann Неокортекс, или новая кора мозга, — относительно молодой набор слоев...

Ученые впервые задокументировали специфику юмора у высших приматов

Пример игривого поддразнивания у горилл / © Max Block Шутки и юмор — важная часть человеческого общения. Одна...

Усатые киты развили ранее неизвестный метод вокализации

Схема адаптации анатомии гортани усатых китов / © Coen P. H. Elemans et al. Наземные млекопитающие — предки...

Половую слабость самцов панд связали с их бактериями-симбионтами

Естественное спаривание больших панд в неволе / © 2024 Ecology and Evolution, Zheng Yan, Yinghu Lei et al....

Вверх брюхом по жизни: странная манера плавания удильщиков оказалась постоянным поведением

Плавание вверх брюхом оказалось типичным поведением для длиннощуповых удильщиков (Gigantactis) / © Japan Agency for Marine-Earth Science and...

Птицы-медоуказчики научились распознавать языки местных африканских племен

Охотник за медом из племени яо с медоуказчиком / © Claire Spottiswoode / Автор: Milonia Larcius Охотники-собиратели некоторых...

Осы, распознающие «лица» своих товарищей, оказались умнее собратьев

Осы, распознающие «лица» своих товарищей, оказались умнее собратьев / © Getty images / Автор: Godefridus Victorinus Способность распознавать...

Кошки манипулируют хозяевами в играх с принесением предметов

© Getty / Автор: Ольга Кузьмина Игры с бросанием игрушек и других предметов питомцам широко практикуют собаководы. Описаний...

США ждет «цикадогеддон» — в этом году на поверхность выйдут сразу два поколения цикад

Нашествие периодических цикад / © Getty images Периодические цикады — это род цикад с 13-летним и 17-летним жизненными...

Генетически модифицированные бананы впервые одобрили к употреблению

Джеймс Дейл (справа) работал над созданием генетически модифицированного банана уже более 20 лет / © Queensland University of...

У диких млекопитающих впервые зафиксировали оплодотворение без проникновения

Поздний кожан (Eptesicus serotinus) — вид рода кожаны (Eptesicus) семейства гладконосые летучие мыши (Vespertilionidae) / © Bats Life...

Запах противоположного пола ускорил старение

Кадр из мультфильма «Микки Маус» / © disney.com Живые организмы, которые не способны говорить, общаются разными способами. Одни...

Анализ генома охотников-собирателей показал, как в каменном веке избегали кровосмешения

Одно из захоронений на острове Тевьек, раскопки 1929 года / © https://doi.org/10.1073/pnas.2310545121 Примерно семь с половиной тысяч лет...

Ветеринары выяснили, на сколько стерилизация сокращает жизнь ротвейлеров

© pexels.com В основу работы, которую опубликовал журнал Scientific Reports, лег анализ электронных карт пациентов ветеринарных клиник Австралии...

В Думу внесли законопроект о биологических коллекциях и биоресурсных центрах

В Госдуму внесен законопроект, направленный на правовое регулирование работы биоресурсных центров и биологических коллекций, сообщает пресс-служба Совета Федерации...

Гиен впервые засняли за скоростной охотой на мелких птиц

Хищничество пятнистых гиен (Crocuta crocuta) на красноклювых ткачей (Quelea quelea) в Национальном парке Этоша, Намибия. a) Гиена преследует...

Микробиом человеческого трупа предложили использовать в криминалистике

© Zorandim / Dreamstime.com При разложении, в котором преимущественно участвуют грибы и бактерии, мертвый биоматериал перерабатывается, превращаясь в...

Шимпанзе используют высоты для разведки и наблюдения за соперниками

Шимпанзе прислушиваются к звукам приматов из соседней группы / © phys.org / Автор: Visellia Orfius Тактическое использование возвышенностей...