Ученые нашли ответ на вопрос, почему люди умнее других приматов

Большой мозг сапиенсов дал им (нам) огромное эволюционное преимущество. Мы, люди, гордимся своим большим мозгом, который отвечает за нашу способность планировать заранее наши действия, сотрудничать и творить, пишет Science. 

Внутри нашего черепа упаковано в среднем 86 миллиардов нейронов — в три раза больше, чем у наших кузенов-приматов. 

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Синдром Дауна не лечится, но качество жизни страдающих им может улучшить один гормон

Но как нам удается развивать так много клеток мозга? Исследователи подошли на шаг ближе к ответу на этот вопрос.

Новое исследование показывает, что замена одной лишь аминокислоты в метаболическом гене помогает нашему мозгу развивать больше нейронов, чем у других млекопитающих, и больше, чем у наших вымерших родственников, неандертальцев.

То, что делает наш мозг человеческим, в течение многих лет интересовало нейробиолога Виланда Хаттнера из Института молекулярно-клеточной биологии и генетики им. Макса Планка (г.Дрезден, Саксония, ФРГ). В 2016 году его команда обнаружила, что мутация в гене ARHGAP11B, которая есть у современых людей и была у неандертальцев и денисовцев, но не у других приматов, вызывает большее производство клеток-предшественников, которые развиваются в нейроны. 

Но дело не только в размере мозга. Наш мозг примерно такой же по объему как у неандертальцев. Однако именно мы, сапиенсы, создавали и создаем сложные технологии, которые позволяют доминировать среди других млекопитающих. В чем же главное преимущество? 

Виланд Хаттнер и его команда задались целью найти генетические различия между неандертальцами и современными людьми, особенно в клетках, дающих начало нейронам неокортекса. 

Эта область за лбом является самой большой и недавно развившейся частью нашего мозга, где и происходят основные когнитивные процессы.

Команда сосредоточилась на гене TKTL1, который у современных людей имеет одну аминокислотную замену — с лизина на аргинин. Такого  нет ни у неандертальцев, ни у других млекопитающих. 

Анализируя ранее опубликованные данные, исследователи обнаружили, что TKTL1 в основном экспрессируется в клетках-предшественниках, называемых базальной радиальной глией, которые дают начало большинству нейронов коры во время развития.

Исследователи ввели как человеческую, так и архаичную версии гена мышам, которые обычно не экспрессируют ни одну из форм во время развития. Мозг мыши с человеческой версией производил больше базальной радиальной глии, которая, в свою очередь, развилась в большее количество кортикальных нейронов, чем у мышей с архаичной версией.

Команда также задалась вопросом, влияет ли TKTL1 на глубокую складчатость человеческого мозга, геометрию, которая позволяет нам сжимать дополнительные нейроны внутри нашего черепа. У мышей эти складки полностью отсутствуют, но у хорьков, несмотря на архаичную версию TKTL1, они есть. 

Когда исследователи ввели хорькам человеческую версию гена, у животных образовалось больше кортикальных нейронов и увеличились мозговые складки. 

“Я не ожидала увидеть увеличение [складок]”, — говорит первый автор публикации Аннелин Пинсон, постдок в Max Planck. По ее словам, наблюдать это было поразительно.

Открытие “подчеркивает, что этот ген играет важную роль” в формировании нашего большого мозга, говорит Хаттнер.

Однако Кристоф Цолликофер, палеоантрополог из Цюрихского университета, полагает, что полученные командой Хаттнера данные не могут разрешить споры об умственных способностях неандертальцев. Размер мозга и количество нейронов не всегда приводят к более высокому интеллекту. По мнению Цолликофера, разгадку тайны мощного интеллекта сапиенсов следует искать в количестве связей между нейронами мозга.

Пинсон и Хаттнер признают это, но, по убеждению Хаттнера “наличие большего количества нейронов, вероятно, тоже неплохо”. И почему их так много в человеческом мозге, теперь известно. 

Как сообщалось ранее, международная группа ученых сообщила о том, что в грязи пещер может содержаться неповрежденная ДНК древних людей.