Po čem se naši možgani razlikujejo od živalskih?

Po čem se človeški možgani razlikujejo od možganov vseh drugih živali – tudi naših najbližjih sorodnikov primatov? Raziskovalci z univerze Yale so pri analizi vrst celic v prefrontalnem korteksu štirih vrst primatov ugotovili značilnosti, značilne za posamezne vrste, zlasti za človeka. Ugotovili so, da smo zaradi tega, kar nas dela človeške, morda tudi dovzetni za nevropsihiatrične bolezni.

Raziskovalci so posebej preučevali dlPFC

Raziskovalci so v študiji posebej preučevali dorsolateralni prefrontalni korteks (dlPFC), možgansko področje, ki je značilno samo za primate in je bistveno za kognicijo višjega reda. S tehniko sekvenciranja RNK v eni celici so profilirali ravni izražanja genov v več sto tisoč celicah, zbranih iz dlPFC odraslih ljudi, šimpanzov, makakov in opic marmozet.

»Dorsolateralni prefrontalni korteks danes obravnavamo kot osrednjo komponento človeške identitete, vendar še vedno ne vemo, po čem je ta pri ljudeh edinstvena in po čem se razlikujemo od drugih vrst primatov,« je dejal Nenad Sestan, profesor nevroznanosti Harvey in Kate Cushing na univerzi Yale, profesor primerjalne medicine, genetike. in psihiatrije ter vodilni glavni avtor članka. »Zdaj imamo več namigov.«

Ali obstajajo kakšne vrste celic, ki so edinstveno prisotne pri ljudeh?

Da bi odgovorili na to vprašanje, so se raziskovalci najprej vprašali, ali obstajajo kakšne vrste celic, ki so edinstveno prisotne pri ljudeh ali drugih analiziranih vrstah primatov, ki niso ljudje. Po združevanju celic s podobnimi profili izražanja so odkrili 109 skupnih celičnih tipov primatov, a tudi pet tipov, ki niso bili skupni vsem vrstam. Med njimi je bila vrsta mikroglije ali možgansko specifične imunske celice, ki je bila prisotna samo pri ljudeh, in druga vrsta, ki je bila skupna samo ljudem in šimpanzom.

Raziskovalci so ugotovili, da tip mikroglije, značilen za človeka, obstaja ves čas razvoja in odraslosti, kar kaže na to, da imajo te celice vlogo pri vzdrževanju vzdrževanja možganov in ne v boju proti boleznim.

»Ljudje v primerjavi z drugimi vrstami primatov živimo v zelo drugačnem okolju z edinstvenim načinom življenja; in glijske celice, vključno z mikroglijo, so zelo občutljive na te razlike,« je dejal Sestan. »Vrsta mikroglije, ki jo najdemo v človeških možganih, bi lahko predstavljala imunski odziv na okolje.«

Bolj smo dovzetni za nevropsihiatrične bolezni

Analiza izražanja genov v mikrogliji je razkrila še eno za človeka značilno presenečenje – prisotnost gena FOXP2. To odkritje je vzbudilo veliko zanimanja, saj so bile različice FOXP2 povezane z verbalno dispraksijo, boleznijo, pri kateri imajo bolniki težave pri ustvarjanju jezika ali govora. Druge študije so pokazale, da je gen FOXP2 povezan tudi z drugimi nevropsihiatričnimi boleznimi, kot so avtizem, shizofrenija in epilepsija.

Sestan in sodelavci so ugotovili, da ima ta gen izražanje, značilno za primate, v podskupini ekscitatornih nevronov in izražanje, značilno za ljudi, v mikrogliji.

»FOXP2 že desetletja zanima številne znanstvenike, vendar še vedno nismo vedeli, kaj je edinstveno pri ljudeh v primerjavi z drugimi vrstami primatov,« je dejal Shaojie Ma, podoktorski sodelavec v Sestanovem laboratoriju in eden od vodilnih avtorjev. »Nad ugotovitvami o FOXP2 smo izredno navdušeni, saj odpirajo nove smeri pri preučevanju jezika in bolezni.«

Tilen Kemperle

Novinar