Неандерталски гени објашњавају заокруженост модерних људских мозгова

Све већи број истраживања сугерише да ми на много начина Хомо сапиенс нису толико различити од нашег блиског рођака Хомо неандертхаленсис. Попут живих људи, неандерталци су стварали уметност, изражавали културу и бринули се за чланове своје заједнице. Али ми се разликујемо од њих на два, можда повезана, начина - облик наших лобања и чињеница да нисмо изумрли.

То је зато што лобање, најважније, држе мозак. Модерне људске лобање имају округли, глобуларни облик, док су лобање неандерталаца издужене. У студији објављеној у среду Цуррент Биологи, међународни тим научника постао је први који је идентификовао генетске факторе који су вјероватно довели до ових увјерљивих разлика у облику. Заузврат, они су нас довели један корак ближе разумијевању онога што значи бити чланом наших различитих врста.

“Мотивација за проучавање јединственог облика људског мозга је да она представља једну од најистакнутијих и јасно дефинисаних анатомских карактеристика које се разликују. Хомо сапиенс од других људских врста, ”изјавио је за први аутор и биолошки антрополог Филип Гуз Инверсе.

Гунз ради као истраживач на Институту Мак Планцк за еволутивну антропологију. Лобања, објашњава он, су прозори у биологији мозга. Научници су знали да неандерталци и модерни људи имају лобање различитих облика, али зато што мождано ткиво није фосилизирано, биологија која се налази у позадини остала је неухватљива. Тако је тим узео интердисциплинарни приступ, комбинујући анализу фосилних лобања са сликањем мозга и модерним секвенцирањем гена.

Важно је напоменути да наши мозгови нису увијек били глобуларни. Најстарији Хомо сапиенс фосили, пронађени у Мароку и датирани прије око 300.000 година, имају ендокранијални облик волумена који спадају у опсег данашњих људи, али ендокранијални облика који су издужени. То значи да су имали велике мозгове, али не и округле. Досадашњи рад Гунза показује да се модерна величина мозга појавила прије око 300.000 година, али глобуларни мозгови су се појавили прије око 40.000 година - отприлике у исто вријеме када су неандерталци изумрли.

Ганз каже да је ударна промена Хомо сапиенс Ендокранијални облици вјероватно одражавају "еволутивне промјене у организацији структура људског мозга, можда чак и на прецизан начин на који су различите области међусобно повезане."

Да би истражио ову идеју, тим је развио усаглашену меру глобуларности стварајући виртуалне отиске унутрашњости неандерталских и модерних људских мозгова. Затим су мјерили глобуларност мозга 4.469 живих људи уз помоћ МРИ скенирања мозга. Научници су такође испитивали ДНК ових учесника - у потрази за фрагментима древне неандерталске ДНК са надама да може постојати веза између неандерталског порекла и облика мозга. Иако су неандерталци изумрли, њихово генетско наслеђе живи због древних покушаја са анатомски модерним људима.

Научници су открили да, иако сви живи људи имају облике лобање који се значајно разликују од лобања неандерталаца, савремени људи се разликују по степену глобуларности мозга. Осим тога, открили су да, међу живим људима, фрагменти ДНК неандерталаца на хромозомима 1 и 18 корелирају са смањена глобуларност.

„Као и други аспекти анатомије мозга, степен глобуларности је вероватно под утицајем варијација у многим различитим генима, сваки са малим ефектом“, објашњава Гунз. "Ефекти сваког припадајућег неандерталског фрагмента били су суптилни, али препознатљиви због употребе великог узорка у нашој студији."

Ови неандерталски фрагменти су затим повезани са измењеном активношћу гена у ткивима мождане структуре, укључујући путамен у базалним ганглијима и малом мозгу. Гени које фрагменти повезују са, УБР4 и ПХЛППИ, играју важну улогу у развоју мозга - и вероватно је да је овде веза између глобуларности мозга и можданих механизама. Базални ганглији доприносе когнитивним функцијама као што су учење и планирање вештина, а церебелум - који садржи 50% неурона у мозгу - важан је за обраду језика и радну меморију.

Гунз наглашава да су ефекти ношења неандерталских фрагмената који утичу на облик мозга у најбољем случају суптилни - а њихов фокус на глобуларност није мотивисан „идејом да облик мозга може да нам каже нешто једноставно о нашем понашању.“ Док су други научници тврдили да округли, испупчени церебелуми људи можда су нам дали друштвену и когнитивну стопу изнад неандерталаца, Гунз сматра да "нема разлога да се очекује директна корелација између укупног облика и понашања мозга."

Међутим, резултати указују на то да су развојни механизми вјероватно допринијели еволуцији модерног облика и функције мозга - што нам је омогућило да будемо осјећај, мислећи на људе какви смо данас. Тим планира да настави са проучавањем гена повезаних са глобуларношћу, са надом да ће открити друге начине на које је та особина повезана са људском биологијом. Ми смо једини људи који су остали на Земљи - и зашто је још увек мистерија.