• 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

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...

Мужской оргазм связали с моногамией в паре

(А) Эталонные образцы мозга желтобрюхой полевки и мыши получены с помощью световой флуоресцентной микроскопии после совместной регистрации 200...

Запах противоположного пола ускорил старение

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

Зачем самки кричат во время секса?

©Wikipedia / Автор: Lampronia Auxilius В своей книге «Эволюция человека: Обезьяны, кости и гены» российский биолог, палеонтолог, эволюционный...

Усатые киты развили ранее неизвестный метод вокализации

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

Вулканические молнии признали возможной причиной возникновения жизни

Вулканические молнии признали возможной причиной возникновения жизни / © Midjourney Образование белков и нуклеиновых кислот — важнейший процесс...

В глобальном потеплении увидели неожиданные плюсы для зеленых черепах

Зеленая морская черепаха (Chelonia mydas) / © Wikimedia Commons / Автор: Павел Сорокин Антропогенное изменение климата привело к...

Ученые нашли еще один механизм выживания тихоходок в открытом космосе

Тихоходка / © Kiosya Y, Vončina K, Gąsiorek P (2021) Echiniscidae in the Mascarenes: the wonders of Mauritius....

У бактерий нашли способность хранить «воспоминания» и передавать их по наследству

Бактерии E. Coli под микроскопом / © National Institutes of Health / Автор: Артем Фомин Исследователи заметили, что...

Бонобо, как и люди, оказались способны проявлять теплые чувства к членам чужого клана

Бонобо, за которыми наблюдали ученые / © www.eurekalert.org / Автор: Анастасия Кожевникова Проследить истоки просоциального поведения у людей...

Предки приматов жили парами

Purgatorius — род вымерших млекопитающих из отряда приматов, живших в палеоцене (66-56,8 миллионов лет назад) на территории Северной...

Биологи объяснили, почему у растений разная форма листьев

Земляника с различной формой листьев / © Zhongchi Liu Lab/University of Maryland Форма, размер, структура и сложность строения...

Мегафауна сформировала биоразнообразие экосистем земной суши

Реконструкция мамонта художника Хосе Оливье / © flickr.com На протяжении миллионов лет крупные травоядные животные, называемые мегафауной, влияли...

Чувствительность к электричеству снабдила дельфинов встроенным компасом

Дельфины-афалины / © Getty images / Автор: Дмитрий Жуков Электрорецепцией называют способность животных ощущать электрические поля и сигналы...

Микробиом человеческого трупа предложили использовать в криминалистике

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

Биологи узнали, где у морских звезд голова

Морская звезда Patiria miniata / © Chan Zuckerberg Biohub / Автор: Дмитрий Жуков Морские звезды — это беспозвоночные...

Люди впервые увидели, как косатка в одиночку убила белую акулу

Кадры нападения косатки Старборда на молодую белую акулу / © Christiaan Stopforth и Francesca Romana Romeiro Косаток не...

Слоны засыпали трупы своих детенышей землей во время первых задокументированных похорон в истории

Африканские слоны / © pxhere.com Похороны — ритуал, не характерный для животного мира. Это часть культуры, которая, как...

Птицы-медоуказчики научились распознавать языки местных африканских племен

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

Растения оказались более продуктивными по выходным

© Alamy Stock Photo, John Kellerman / Автор: Milonia Larcius Фотосинтез — химический процесс, при котором фотосинтезирующая клетка...