Neandertalin aivojen tutkiminen voi paljastaa geneettisiä muunnelmia, jotka saivat neandertalilaiset kohtaamaan sukupuuttoon ja teki meistä ihmisiä ainutlaatuisena pitkään selviytyneenä lajina
Neanderthals olivat ihmislaji (nimeltään Neanderthal neanderthalensis), joka kehittyi vuonna Aasia ja Eurooppa ja elivät jonkin verran rinnakkain nykyisten ihmisten (Homo Sapiens) kanssa, jotka kehittyivät vuonna Afrikka. Nämä kohtaamiset olivat johtaneet siihen, että ihmistuot perivät 2 % neandertalilaisista DNA ja siksi he ovat lähimmät muinaiset sukulaiset nykyajan ihmisille. Neandertalin tiedetään olleen viimeksi noin 130000 40,000 ja XNUMX XNUMX vuotta sitten. Neandertalilaisilla, joita yleisesti kutsutaan "luolamiehiksi", oli erottuva matala pitkä kallo, leveä nenä, ei näkyvää leukaa, suuret hampaat ja lyhyt mutta vahva lihaksikas runko. Niiden erityispiirteet ovat osoitus siitä, että keho etsii tapaa säästää lämpöä kylmässä ja ankarassa. ympäristöissä Alkukantaisista elinoloistaan huolimatta he olivat hyvin valoisia, lahjakkaita ja sosiaalisia ihmisiä, joiden aivokoko on suurempi kuin nykyihminen. He olivat erinomaisia metsästäjiä, joilla oli taitoja, voimaa, rohkeutta ja taitavia viestintätaitoja. Vaikka he asuivat haastavissa ympäristöissä, he olivat valtavan kekseliäitä. Itse asiassa uskotaan, että neandertalilaisten ja meidän ihmisten välillä saattoi olla hyvin kapea kuilu käyttäytymisen ja vaistojen suhteen. Fossiiliaineistot osoittavat, että he olivat lihansyöjiä (vaikka he myös söivät sienet), metsästäjät ja raadonsyöjät. On edelleen epäselvää, oliko heillä omaa kieltä, mutta monimutkainen dynamiikka heidän elämässään viittaa siihen, että he kommunikoivat keskenään kielen avulla.
Neandertalilaiset ovat nyt kuolleet sukupuuttoon 40,000 350,000 vuoden ajan, mutta edelleen on mysteeri, kuinka yli XNUMX XNUMX vuotta säilynyt laji voi kuolla sukupuuttoon. Jotkut tutkijat ovat muotoilleet, että nykyihmiset ovat vastuussa neandertalilaisten sukupuuttoon, koska he eivät ehkä ole kyenneet selviytymään taitavasti nykyihmisen varhaisten esi-isiensä aiheuttamassa kilpailussa luonnonvaroista. Tätä on täytynyt pahentaa myös ilmasto-olosuhteiden nopea muutos. Neandertalilaiset eivät kaikki nopeasti kadonneet, vaan nykyihmiset korvasivat heidät vähitellen paikallisten populaatioiden kautta. Neandertalilaiset ovat mielenkiintoisin osa ihmisen evoluutiota, joka on kiehtonut tutkijoita lähinnä siksi, että neandertalilaiset ovat lähellä nykyihmistä. Ja tämän tukemiseksi tutkimus, monia esineitä ja fossiileja, jopa kokonaisia luurankoja on paljastettu, jotka osoittavat välähdyksen neandertalilaisten elämästä.
Neandertalin aivojen kasvattaminen laboratoriossa
Kalifornian yliopiston San Diegossa tutkijat kasvattavat neandertalin pienoisaivoja (muistuttavat aivokuorta, joka on aivokuoren ulkokerros). aivot) "herneen" kokoinen petrimaljoissa laboratoriossa. Jokainen tämä "herne" kantaa NOVA1 geeni esivanhemmista ja siinä on noin 400,000 XNUMX solua. Näiden neandertalilaisten "miniaivojen" kasvattamisen ja analysoinnin tavoitteena on valaista pieniä hermopakkareita, jotka voivat kertoa meille, miksi tämä pitkään säilynyt laji kuoli sukupuuttoon ja mikä oli syy siihen, että nykyajan ihmiset sen sijaan valloittivat kone Maapallo. Tämä on tärkeää ymmärtää, koska jotkut nykyajan ihmiset jakavat 2 % DNA:sta neandertalilaisten kanssa lisääntymisen kautta, ja jossain vaiheessa elimme heidän kanssaan rinnakkain. Aivojen geneettisten erojen vertailu voi valaista mahdollisimman paljon niiden häviämistä ja homo sapiensin nopeaa lisääntymistä.
Miniaivojen kasvun käynnistämiseksi tutkijat käyttivät kantasoluteknologiaa, jossa kantasoluista alkaa muodostua aivojen organoidi (pieni elin) useiden kuukausien aikana. Täysin kasvaneena koossaan nämä organoidit ovat kooltaan 0.2 tuumaa ja näkyvät paljaalla silmällä. Niiden kasvu on kuitenkin rajoittavaa, koska laboratorio-olosuhteissa he eivät saa verenkiertoa, jota ne tarvitsevat kasvaakseen kokonaan. Joten miniaivosolut saivat ravinteet kasvua varten diffuusioprosessin kautta. Saattaa olla mahdollista kasvattaa niitä edelleen istuttamalla niihin 3D-tulostettuja keinotekoisia verisuonia kehitystä mahdollistamaan, mitä tutkijat haluaisivat yrittää.
Ensimmäinen askel kohti neandertalin aivojen vertaamista meidän aivoihimme
Neandertalin aivot ovat pitkänomaisempia putkimaisia rakenteita verrattuna ihmisen pyöreisiin aivoihin. Tässä poikkeuksellisessa työssä tutkijat vertasivat saatavilla olevia täysin sekvensoituja neandertalilaisten genomeja nykyihmiseen. Neandertalin genomi sekvensoitiin sen jälkeen, kun se oli löydetty paljastetuista fossiileista. Yhteensä 200 geenissä oli merkittäviä eroja, ja tästä listasta tutkijat keskittyivät NOVA1 – päägeenin ilmentymisen säätelijä. Tämä geeni on sama ihmisillä ja neandertalilaisilla vain pienellä erolla (yksi DNA-emäspari). Geenillä on havaittu olevan korkea ilmentymä hermoston kehityksessä, ja se on yhdistetty useisiin hermotiloihin, kuten autismiin. Tarkemmin tarkasteltuna neandertalin miniaivoilla oli hyvin vähän yhteyksiä hermosolujen välillä (kutsutaan synapseiksi) kuin tyypillisesti, ja niissä oli myös erilaisia hermosoluverkkoja, jotka näyttivät jonkin verran autismista kärsivien ihmisten aivoilta, joita tutkijat ennustivat. On erittäin mahdollista, että ihmisillä oli kehittyneempiä ja kehittyneempiä hermoverkkoja kuin neandertalilaisilla, mikä sai meidät selviytymään niistä.
Tämä tutkimus on hyvin varhaisessa vaiheessa päästäkseen johtopäätökseen pääasiassa kontrolloitujen kokeiden luonteen vuoksi. Tämän tutkimuksen suurin rajoitus on, että sellaiset miniaivot eivät ole "tietoisia mieliä" tai "täysaivoja", eivätkä ne voi tarjota täydellistä kuvaa aikuisen aivojen toiminnasta. Kuitenkin, jos eri alueita kasvatetaan onnistuneesti, ne voidaan sovittaa yhteen saadakseen laajemman ymmärryksen neandertalin "mielestä". Tutkijat haluaisivat ehdottomasti tutkia lisää neandertalilaisten aivojen kyvystä oppia asioita ja siten yrittää laittaa nämä miniaivot robottiin ja ymmärtää signaaleja.
***
{Voit lukea alkuperäisen tutkimuspaperin napsauttamalla alla olevaa DOI-linkkiä lainattujen lähteiden luettelossa}
Lähteet)
Cohen J 2018. Neandertalin aivojen organoidit heräävät henkiin. tiede. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
