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 եղել է մարդկային տեսակ (կոչվում է նեանդերթալյան նեանդերտալենսիս), որը զարգացել է ք Ասիա և Եվրոպա և որոշ մասով գոյակցել է ներկայիս մարդկանց (Homo Sapiens) հետ, որոնք զարգացել են Աֆրիկա. 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 նեանդերթալները 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 տարբերակիչ հատկությունները ցույց են տալիս, որ մարմինը ցրտի և դաժանության պայմաններում ջերմությունը պահպանելու միջոց է փնտրում: միջավայրեր Նրանք ապրում էին այնտեղ: Չնայած իրենց պարզունակ կենսապայմաններին, նրանք շատ պայծառ, տաղանդավոր և սոցիալական մարդիկ էին, որոնց ուղեղը ավելի մեծ էր, քան ժամանակակից մարդիկ: Նրանք հիանալի որսորդներ էին, ունեին հմտություններ, ուժ, քաջություն և հաղորդակցման հմուտ հմտություններ: Չնայած նրանք ապրում էին դժվարին միջավայրում, նրանք ահռելի հնարամիտ էին: Իրականում, ենթադրվում է, որ նեանդերթալցիների և մեր՝ մարդկանց միջև կարող էր լինել շատ նեղ անջրպետ՝ վարքի և բնազդների առումով: Բրածո գրառումները ցույց են տալիս, որ նրանք մսակեր են եղել (թեև նրանք նաև կերել են fungi), 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 ունակ գոյատևել ժամանակակից մարդկանց վաղ նախնիների կողմից առաջացած ռեսուրսների մրցակցության պայմաններում: Դրան պետք է սրված լինի նաև կլիմայական պայմանների արագ փոփոխությունը։ 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 մոտ լինելու պատճառով: Եվ սրան աջակցելու համար հետազոտությունԲացահայտվել են բազմաթիվ առարկաներ և բրածոներ, նույնիսկ ամբողջական կմախքներ, որոնք ցույց են տալիս նեանդերթալցիների կյանքի պատկերը:

Նեանդերթալի ուղեղի աճեցում լաբորատորիայում

Սան Դիեգոյի Կալիֆոռնիայի համալսարանի հետազոտողները աճեցնում են նեանդերթալցիների ուղեղի մանրանկարչությունը (նմանվում է կեղևի, որը արտաքին շերտն է: ուղեղ) լաբորատորիայում «սիսեռի» չափի պետրի ճաշատեսակներում: Այս «սիսեռից» յուրաքանչյուրը կրում է NOVA1 գեն նախնիներից և ունի մոտ 400,000 բջիջ։ Նեանդերթալցիների այս «մինիուղեղների» աճի և վերլուծության նպատակն է լույս սփռել փոքր նյարդային գոյացությունների վրա, որոնք կարող են պատմել մեզ, թե ինչու է այս երկար գոյատևած տեսակը վերացել, և որն է պատճառը, որ ժամանակակից մարդիկ փոխարենը նվաճեն մոլորակ Երկիր. Կարևոր է դա հասկանալ, քանի որ ժամանակակից որոշ մարդիկ նեանդերթալցիների հետ բուծման միջոցով կիսում են ԴՆԹ-ի 2%-ը, և ինչ-որ պահի մենք գոյակցել ենք նրանց հետ: Ուղեղի գենետիկական տարբերությունների համեմատությունը կարող է առավելագույն լույս սփռել նրանց մահվան և հոմոսափիենսի արագ աճի վրա:

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