REKLÁM

Növekvő neandervölgyi agy a laboratóriumban

A neandervölgyi agy tanulmányozása feltárhat olyan genetikai módosulásokat, amelyek miatt a neandervölgyiek a kihalásnak néztek szembe, miközben minket emberré tettek egyedülálló, hosszú életű fajként

A neandervölgyiek egy emberi faj (neanderthal neanderthalensis néven), amely Ázsiában és Európában fejlődött ki, és részben együtt élt a jelenlegi emberi lényekkel (Homo Sapiens), akik Afrikában fejlődtek ki. Ezek a találkozások oda vezettek, hogy az emberi fajok a neandervölgyiek 2%-át örökölték DNS és így ők a mai ember legközelebbi ősi rokonai. A neandervölgyiek utoljára körülbelül 130000 40,000 és XNUMX XNUMX éve léteztek. A neandervölgyiek, akiket általában „barlanglakóknak” neveznek, jellegzetes alacsony, hosszú koponyájuk, széles orra, nem kiemelkedő álla, nagy fogaik és rövid, de erős izmos testük volt. Megkülönböztető tulajdonságaik azt jelzik, hogy keresik a módját, hogy a test megőrizze a hőt a hideg és zord környezetben, amelyben éltek. Primitív életkörülményeik ellenére nagyon okos, tehetséges és szociális emberek voltak, agyméretük nagyobb, mint a mai modern ember. Kiváló vadászok voltak készségekkel, erővel, bátorsággal és gyakorlott kommunikációs készségekkel. Annak ellenére, hogy kihívásokkal teli környezetben éltek, rendkívül találékonyak voltak. Valójában úgy gondolják, hogy nagyon szűk szakadék lehetett a neandervölgyiek és mi, emberek között a viselkedés és az ösztönök tekintetében. A fosszilis feljegyzések azt mutatják, hogy húsevők (bár gombákat is ettek), vadászok és dögevők voltak. Még mindig nem világos, hogy volt-e saját nyelvük, de életük összetett dinamikája azt sugallja, hogy egy nyelven kommunikáltak egymással.

A neandervölgyiek már 40,000 350,000 éve kihaltak, de továbbra is rejtély, hogy egy több mint XNUMX XNUMX évig fennmaradt faj hogyan nézhet ki a kihalás ellen. Egyes tudósok úgy fogalmaztak, hogy a modern ember felelős a neandervölgyiek kihalásáért, mivel nem biztos, hogy képesek voltak túlélni a modern ember korai ősei által biztosított erőforrásokért folytatott versenyben. Ezt bizonyára az éghajlati viszonyok gyors változása is súlyosbította. A neandervölgyiek nem tűntek el gyorsan, hanem a helyi lakosságon keresztül fokozatosan a modern ember váltotta fel őket. A neandervölgyiek az emberi evolúció legérdekesebb része, amely leginkább a neandervölgyiek és a mai ember közelsége miatt keltette fel a tudósok érdeklődését. A kutatás alátámasztására pedig számos tárgyat és kövületet, még teljes csontvázakat is feltártak, amelyek bepillantást engednek a neandervölgyiek életébe.

Neandervölgyi agy termesztése a laboratóriumban

A San Diego-i Kaliforniai Egyetem kutatói a neandervölgyiek miniatűr agyát (amelyek az agy külső rétegét képező kéreghez hasonlítanak) "borsó" méretűre növesztik a laboratóriumban Petri-csészékben. Mindegyik „borsó” hordozza a NOVA1 gén az ősök közül, és körülbelül 400,000 2 sejtet tartalmaz. A neandervölgyiek „miniagyának” a termesztésének és elemzésének célja, hogy fényt derítsen a kis idegi csomókra, amelyek megmondhatják, miért halt ki ez a régóta túlélő faj, és mi volt az oka annak, hogy a mai ember inkább a Földet hódította meg. Ezt azért fontos megérteni, mert egyes mai emberek tenyésztése révén XNUMX%-ban osztoznak a DNS-ben a neandervölgyiekkel, és egy ponton együtt éltünk velük. Az agy genetikai különbségeinek összehasonlítása maximálisan megvilágítja a homo sapiens pusztulását és gyors növekedését.

A miniagy növekedésének elindításához a kutatók őssejt-technológiát alkalmaztak, amelyben az őssejtek több hónapon keresztül kezdenek agyi organoiddá (kis szervvé) válni. Teljesen kifejlett méretüknél ezek az organoidok 0.2 hüvelyk átmérőjűek, és szabad szemmel is láthatók. A növekedésük azonban korlátozó, mert a laboratóriumi körülmények között nem jutnak hozzá a teljes növekedésükhöz szükséges vérellátáshoz. Tehát a miniagysejtek diffúzió útján kapták meg a növekedéshez szükséges tápanyagokat. Lehetséges, hogy tovább termesztik őket, ha esetleg 3D-s nyomtatott mesterséges ereket ültetnek beléjük, hogy lehetővé tegyék a fejlődést, amit a kutatók szeretnének megkísérelni.

Az első lépés a neandervölgyi agy és a mi agyunk összehasonlítása felé

A neandervölgyi agy sokkal megnyúltabb csőszerű szerkezet, mint az emberi lekerekített agy. Ebben a kivételes munkában a kutatók a neandervölgyiek rendelkezésre álló, teljesen szekvenált genomjait hasonlították össze a modern emberekkel. A neandervölgyi genomot azután szekvenálták, hogy a feltárt kövületek csontjaiból kinyerték. Összesen 200 gén mutatott jelentős különbségeket, és ebből a listából a kutatók összpontosítottak NOVA1 – fő génexpressziós szabályozó. Ez a gén ugyanaz az emberekben és a neandervölgyiekben, csak csekély eltéréssel (egyetlen DNS-bázispár). A génről látható, hogy nagymértékben expresszálódik az idegrendszer fejlődésében, és számos idegrendszeri állapothoz, például az autizmushoz köthető. Közelebbről megvizsgálva, a neandervölgyi miniagyokban a szokásosnál nagyon kevés kapcsolat volt (úgynevezett szinapszis) a neuronok között, és eltérő neuronhálózatokkal is rendelkeztek, amelyek kissé úgy néznek ki, mint egy autizmusban szenvedő emberi agy, amelyet a kutatók jósoltak. Nagyon valószínű, hogy az emberek fejlettebb és kifinomultabb neurális hálózatokkal rendelkeztek, mint a neandervölgyiek, ami miatt túléltük őket.

Ez a kutatás nagyon korai szakaszban van ahhoz, hogy következtetésre jusson, főleg az ellenőrzött kísérletek természete miatt. A tanulmány legnagyobb korlátja az, hogy az ilyen miniagyak nem „tudatos elmék” vagy „teljes agy”, és nem igazán tudnak teljes képet adni egy felnőtt agy működéséről. Ha azonban a különböző régiókat sikeresen termesztik, akkor összeilleszthetők, hogy jobban megértsék a neandervölgyi „elmét”. A kutatók minden bizonnyal többet szeretnének feltárni a neandervölgyiek agyának képességét, hogy megtanuljanak dolgokat, így megpróbálnák ezeket a miniagyakat a robotba helyezni, és megérteni a jeleket.

***

{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}

Forrás (ok)

Cohen J 2018. A neandervölgyi agyi organoidok életre kelnek. Tudomány. 360. (6395) bekezdése alapján.
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284

SCIEU csapat
SCIEU csapathttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Jelentős előrelépések a tudományban. Hatás az emberiségre. Inspiráló elmék.

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

Nyelvi akadályok a „nem angol anyanyelvűek” számára a tudományban 

A nem angol anyanyelvűek számos akadályba ütköznek a tevékenységek végzése során...

A 2-es típusú cukorbetegség lehetséges gyógymódja?

A Lancet tanulmány kimutatta, hogy a 2-es típusú cukorbetegség...

Mesterséges izom

A robotika jelentős előrelépéseként a „puha” robot...
- Reklám -
94,877VentilátorokMint
47,765KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás