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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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