Нейробиологи выяснили, как у человека появилась развитая новая кора мозга
Новая кора мозга, ответственная за высшие когнитивные функции, в процессе эволюции оказалась наиболее развита у человека. Немецкие нейробиологи определили молекулярные механизмы, отвечающие за расширение объема и увеличение количества нейронов неокортекса у людей и приматов в сравнении с другими млекопитающими. Результаты нового исследования позволят лучше понять историю эволюции мозга человека и, возможно, помогут в лечении проблем его неправильной работы и развития.
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии