Նեանդերթալի ուղեղի աճը լաբորատորիայում

Նեանդերթալի ուղեղի ուսումնասիրությունը կարող է բացահայտել գենետիկ մոդիֆիկացիաները, որոնք հանգեցրել են նեանդերթալցիներին անհետացմանը, մինչդեռ մեզ մարդիկ դարձրել են որպես եզակի երկար գոյատևող տեսակ:

Նեանդերտալներ մարդկային տեսակ էր (կոչվում է նեանդերտալյան նեանդերտալենսիս), որը զարգացել է Ասիայում և Եվրոպայում և որոշ մասով գոյակցել է ներկայիս մարդկանց (Homo Sapiens) հետ, որոնք զարգացել են Աֆրիկայում: Այս հանդիպումները հանգեցրել էին նրան, որ մարդիկ ժառանգեցին նեանդերթալցիների 2%-ը ԴՆԹ - և, հետևաբար, նրանք ժամանակակից մարդկանց ամենամոտ հին ազգականներն են: Վերջին անգամ հայտնի է, որ նեանդերթալցիները գոյություն են ունեցել մոտ 130000 և 40,000 տարի առաջ: Նեանդերթալցիները, որոնք սովորաբար կոչվում են «քարանձավային մարդիկ», ունեին բնորոշ ցածր երկար գանգ, լայն քիթ, առանց աչքի ընկնող կզակ, մեծ ատամներ և կարճ, բայց ուժեղ մկանային մարմնի շրջանակ: Նրանց առանձնահատուկ բնութագրերը ցույց են տալիս, որ նրանք փնտրում են միջոց, որպեսզի մարմինը պահպանի ջերմությունը ցուրտ և դաժան միջավայրում, որտեղ նրանք ապրում էին: Չնայած իրենց պարզունակ կենսապայմաններին, նրանք շատ պայծառ, տաղանդավոր և սոցիալական մարդիկ էին, ուղեղի չափերով ավելի մեծ, քան ժամանակակից մարդիկ: Նրանք հիանալի որսորդներ էին, ունեին հմտություններ, ուժ, քաջություն և հաղորդակցման հմուտ հմտություններ: Չնայած նրանք ապրում էին դժվարին միջավայրում, նրանք չափազանց հնարամիտ էին: Իրականում, ենթադրվում է, որ նեանդերթալցիների և մեր՝ մարդկանց միջև կարող էր լինել շատ նեղ անջրպետ՝ վարքի և բնազդների առումով: Բրածո նյութերը ցույց են տալիս, որ նրանք մսակեր էին (չնայած նրանք նաև սնկեր էին ուտում), որսորդներ և աղբահաններ։ Դեռևս պարզ չէ, թե արդյոք նրանք ունեին իրենց սեփական լեզուն, բայց նրանց կյանքի բարդ դինամիկան հուշում է, որ նրանք միմյանց հետ շփվել են լեզվով:

Նեանդերթալցիներն այժմ անհետացել են 40,000 տարով, սակայն դեռևս առեղծված է, թե ինչպես է ավելի քան 350,000 տարի գոյատևած մի տեսակ կարող է անհետանալ: Որոշ գիտնականներ ձևակերպել են, որ ժամանակակից մարդիկ պատասխանատու են նեանդերթալցիների անհետացման համար, քանի որ նրանք չեն կարողացել հաջողությամբ գոյատևել ժամանակակից մարդկանց վաղ նախնիների կողմից առաջացած ռեսուրսների մրցակցության պայմաններում: Սա նույնպես պետք է սրված լիներ կլիմայական պայմանների արագ փոփոխությամբ։ Նեանդերթալցիները ոչ բոլորն են արագ անհետացել, այլ նրանց փոխարինել են ժամանակակից մարդիկ՝ աստիճանաբար տեղական բնակչության միջոցով: Նեանդերթալցիները մարդկային էվոլյուցիայի ամենահետաքրքիր մասն են, որը հետաքրքրել է գիտնականներին հիմնականում ժամանակակից մարդկանց հետ նեանդերթալցիների մոտիկության պատճառով: Եվ այս հետազոտությանը աջակցելու համար բազմաթիվ առարկաներ և բրածոներ, նույնիսկ ամբողջական կմախքներ են հայտնաբերվել, որոնք ցույց են տալիս նեանդերթալցիների կյանքի մի շող:

Նեանդերթալի ուղեղի աճեցում լաբորատորիայում

Սան Դիեգոյի Կալիֆոռնիայի համալսարանի հետազոտողները լաբորատորիայում աճեցնում են նեանդերթալցիների մանրանկարչության ուղեղը (նման է կեղևի, որը ուղեղի արտաքին շերտն է) «ոլոռի» չափի պետրի ափսեների մեջ: Այս «սիսեռից» յուրաքանչյուրը կրում է NOVA1 գեն of the ancestors and has about 400,000 cells. The goal of growing and analysing these ‘minibrains’ of Neanderthals is to shed light on small neural lumps which can tell us why this long-surviving species became extinct and what was the reason for modern day humans to instead conquer the մոլորակ Earth. It is important to understand this because some modern-day humans do share 2% DNA with Neanderthals through breeding and at one point we coexisted with them. The comparison of genetic differences in the brain can shed maximum light on their demise and rapid increase of homo sapiens.

Մինիուղեղի աճը սկսելու համար հետազոտողները օգտագործել են ցողունային բջիջների տեխնոլոգիա, որտեղ ցողունային բջիջները սկսում են դառնալ ուղեղի օրգանոիդ (փոքր օրգան) մի քանի ամսվա ընթացքում: Այս օրգանոիդներն իրենց լրիվ չափսերով ունեն 0.2 դյույմ չափ և տեսանելի են անզեն աչքով: Այնուամենայնիվ, նրանց աճը սահմանափակող է, քանի որ լաբորատոր պայմաններում, քանի որ նրանք չեն ստանում արյան մատակարարումը, որն անհրաժեշտ է նրանց ամբողջական աճի համար: Այսպիսով, մինիուղեղի բջիջները ստացել են սննդանյութեր աճի համար դիֆուզիայի գործընթացով: Հնարավոր է, որ դրանք ավելի մեծացվեն՝ հավանաբար դրանց մեջ 3D տպագրված արհեստական ​​արյունատար անոթներ սերմանելով՝ զարգացումը հնարավոր դարձնելու համար, ինչը հետազոտողները կցանկանային փորձել:

Նեանդերթալի ուղեղը մեր ուղեղի հետ համեմատելու առաջին քայլը

Նեանդերթալի ուղեղը ավելի երկարաձգված խողովակի նման կառուցվածք է, քան մարդկային կլորացված ուղեղը: Այս բացառիկ աշխատանքում հետազոտողները համեմատել են նեանդերթալցիների լիովին հաջորդականացված գենոմները ժամանակակից մարդկանց հետ: Նեանդերթալի գենոմը հաջորդականացվել է այն հայտնաբերված բրածոների ոսկորներից դուրս բերելուց հետո: Ընդհանուր առմամբ 200 գեներ ցույց են տվել էական տարբերություններ, և այս ցուցակից հետազոտողները կենտրոնացել են ՆՈՎԱ1 - տիրապետել գենային արտահայտման կարգավորիչին: Այս գենը նույնն է մարդկանց և նեանդերթալցիների մոտ՝ ընդամենը մի փոքր տարբերությամբ (մեկ ԴՆԹ հիմքերի զույգ): Երևում է, որ գենն ունի բարձր արտահայտվածություն նեյրո զարգացման մեջ և կապված է մի քանի նյարդային պայմանների հետ, ինչպիսին է աուտիզմը: Ավելի ուշադիր ուսումնասիրելով՝ նեանդերթալի մինի ուղեղները շատ քիչ կապեր ունեին նեյրոնների միջև (կոչվում են սինապսներ), քան բնորոշը, ինչպես նաև ունեին տարբեր նեյրոնային ցանցեր, որոնք ինչ-որ չափով նման էին աուտիզմով տառապող մարդու ուղեղի, ինչպես կանխատեսում էին հետազոտողները: Շատ հնարավոր է, որ մարդիկ նեանդերթալցիների համեմատ ավելի զարգացած և բարդ նեյրոնային ցանցեր ունենային, ինչը մեզ ստիպեց գոյատևել նրանց վրա:

Այս հետազոտությունը շատ վաղ փուլում է եզրակացության գալու համար, հիմնականում վերահսկվող փորձերի բնույթի պատճառով: Այս հետազոտության ամենամեծ սահմանափակումն այն է, որ նման մինիուղեղները «գիտակցական միտք» կամ «լիարժեք ուղեղ» չեն և իրականում չեն կարող լիարժեք պատկերացում կազմել, թե ինչպես է մեծահասակների ուղեղը գործում: Այնուամենայնիվ, եթե տարբեր շրջաններ հաջողությամբ աճեցվեն, դրանք կարող են տեղավորվել միասին՝ նեանդերթալյան «մտքի» ավելի լայն պատկերացում ձեռք բերելու համար: Հետազոտողները, անկասկած, կցանկանային ավելին ուսումնասիրել նեանդերթալցիների ուղեղների՝ բաներ սովորելու ունակության մասին, և այդպիսով նրանք կփորձեն այդ մինիուղեղները տեղադրել ռոբոտի մեջ և հասկանալ ազդանշանները:

***

{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական ​​հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}

Աղբյուրը (ներ)

Cohen J 2018. Նեանդերթալի ուղեղի օրգանոիդները կենդանանում են. գիտություն. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284