Содержание
Мозг неандертальца развивался иначе, чем у современного человека
Поиск по сайту
Наука
30 июля 2022
Далее
Александр
Шереметьев
новостной редактор
Александр
Шереметьев
новостной редактор
Исследование показало, что стволовые клетки мозга современного человека защищены от ошибок при делении лучше, чем у неандертальцев.
Читайте «Хайтек» в
Исследователи из Общества Макса Планка показали, что нейральные стволовые клетки мозга современного человека тратят больше времени на подготовку своих хромосом к делению, чем у неандертальцев.
Это приводит к меньшему количеству ошибок при распределении хромосом в дочерние клетки и может иметь последствия для развития и функционирования мозга.
Ученые исследовали значение замены шесть аминокислот в трех белках, играющих ключевую роль в распределении хромосом во время клеточного деления. Такие белки были и у неандертальцев, но их состав незначительно отличался.
Чтобы исследовать значение этих изменений для развития неокортекса, ученые исследовали влияние замены элементов в белках на мышах. У этих животных состав аминокислот в этих белках идентичен неандертальцам по этим шести позициям аминокислот, поэтому изменения сделали их моделью развивающегося современного человеческого мозга.
Мы обнаружили, что три аминокислоты современного человека в двух белках вызывают более длительную метафазу, фазу, в которой хромосомы готовятся к клеточному делению, и это приводит к меньшему ошибки, когда хромосомы распределяются между дочерними клетками нервных стволовых клеток, как у современных людей.
Фелипе Мора-Бермудес, соавтор исследования из Общества Макса Планка
Хромосомы во время клеточного деления. Слева — в присутствии белков современного человека, справа — с участием трех аминокислот неандертальца (ошибки деления указаны красной стрелочкой). Изображение: Felipe Mora-Bermúdez / MPI-CBG
Чтобы проверить, оказывает ли набор аминокислот неандертальца противоположный эффект, исследователи ввели наследственные аминокислоты в органоиды человеческого мозга — миниатюрные органоподобные структуры, выращенные из стволовых клеток человека, которые имитируют раннее развитие человеческого мозга. Исследование показало замедление метафазы.
Исследователи полагают, что этот эволюционный механизм позволяет защитить современного человека от ошибок хромосомного деления и способствует развитию когнитивных функций. Кроме того, результаты исследования показывают, что некоторые аспекты эволюции и функционирования мозга современного человека могут не зависеть от его размера, поскольку у неандертальцев и современных людей он одинаковый.
Читать далее:
Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок
Сверхзвуковой самолет будет летать со скоростью 2 000 км/ч и пересечет океан за 3,5 часа
Вышедшая из-под контроля китайская ракета скоро упадет обратно на Землю. Что происходит
Читать ещё
Поздравляем, вы оформили подписку на дайджест Хайтека! Проверьте вашу почту
Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено.
Мозг у неандертальцев рос иначе, чем у сапиенсов • Александр Марков • Новости науки на «Элементах» • Антропология, Палеонтология
Мозг новорожденных неандертальцев был почти таким же по размеру и форме, как у младенцев-сапиенсов, однако у взрослых представителей двух видов людей форма мозга существенно различается. Антропологи из Франции и Германии установили, что ключевые различия формировались на первом году жизни. У сапиенсов в этот период мозг становится более округлым за счет ускоренного роста теменных и височных областей, а также мозжечка.
Наличие выраженной «фазы глобуляризации» в развитии мозга младенцев — уникальная особенность нашего вида; ее нет ни у человекообразных обезьян, ни у неандертальцев. Скорее всего, не было ее и у других ископаемых гоминид. Полученные результаты подкрепляют точку зрения, согласно которой очень крупный мозг развился у сапиенсов и неандертальцев параллельно, а не был унаследован от общего предка.
Среди антропологов нет единого мнения по поводу того, имелись ли между неандертальцами и людьми современного типа существенные интеллектуальные различия. Один из важных доводов в пользу высокого когнитивного потенциала неандертальцев — находки, связанные с так называемой шательперонской культурой (см.: Châtelperronian). В нескольких точках Западной Европы костные остатки неандертальцев найдены в одних слоях со сложными изделиями из камня и кости, похожими на верхнепалеолитическую индустрию кроманьонцев-сапиенсов. Антропологи спорят, самостоятельно ли изобрели неандертальцы эти «высокие технологии» или позаимствовали их у сапиенсов, которые в то время (около 35–30 тысяч лет назад) уже широко распространились по Европе.
Впрочем, новые данные радиоуглеродного датирования показывают, что эти предметы, возможно, не были изготовлены неандертальцами: не исключено, что всё объясняется перемешиванием археологических слоев (T. Higham et al. Chronology of the Grotte du Renne (France) and implications for the context of ornaments and human remains within the Châtelperronian // PNAS. Published online before print October 18, 2010).
Новая статья французских и германских антропологов, опубликованная в журнале Current Biology, дает еще один повод усомниться в том, что неандертальцы обладали в точности таким же разумом, как современные люди.
По объему мозг неандертальцев был практически таким же, как у нас, но заметно отличался по форме. У сапиенсов мозг более округлый, у неандертальцев — удлиненный. Авторы решили выяснить, на каком этапе индивидуального развития формировалось это различие.
Сам мозг почти никогда не сохраняется в ископаемом состоянии, но о его размере, форме и отчасти структуре (относительном развитии разных участков) можно судить по эндокрану — слепку внутренней части черепной коробки.
Авторы использовали сложную методику математического описания формы мозга, основанную на анализе взаимного расположения нескольких десятков «опорных точек», которые можно найти на эндокране человекообразных. Эта методика позволяет сравнивать форму эндокрана разных видов на разных стадиях развития, абстрагируясь от абсолютного размера мозга.
Сначала авторы применили эту методику к томограммам черепов 58 современных людей и 60 шимпанзе разного возраста, включая 7 новорожденных особей каждого вида. Выяснилось, что ключевые различия в характере изменения формы мозга с возрастом наблюдаются на первом году жизни. У современного человека в этот период происходит «глобуляризация» (то есть мозг становится более округлым) за счет ускоренного разрастания теменных и височных областей, а также мозжечка. В результате свод человеческого черепа приобретает характерную выпуклую, куполообразную форму. У шимпанзе «фаза глобуляризации» отсутствует (S. Neubauer et al., 2010. Endocranial shape changes during growth in chimpanzees and humans: A morphometric analysis of unique and shared aspects).
Затем авторы сравнили возрастные изменения формы мозга у современных людей и неандертальцев. Они использовали реконструкции эндокранов 9 неандертальцев: одного новорожденного (пещера Le Moustier 2; см.: B. Maureille, 2002. Anthropology: A lost Neanderthal neonate found), одного годовалого ребенка (пещера Pech-de-l’Azé; см.: М. Soressi et al., 2007. The Pech-de-l’Azé I Neandertal child: ESR, uranium-series, and AMS 14C dating of its MTA type B context), двух детей постарше (пещера Roc de Marsal и деревня Engis), подростка (пещера Le Moustier 1) и четверых взрослых.
Анализ показал, что новорожденные неандертальцы и сапиенсы очень похожи друг на друга как по размеру мозга, так и по его форме. Однако в период от рождения до появления первых молочных зубов мозг наших ближайших ископаемых родственников рос совсем не так, как у нас (см. рисунок). Ничего похожего на «фазу глобуляризации», характерную для маленьких сапиенсов, у неандертальских младенцев не наблюдалось. В итоге у взрослых неандертальцев мозг оставался удлиненным, а крыша черепа не приобретала характерных для сапиенсов куполообразных очертаний.
Конечно, до тех пор, пока известен только один череп новорожденного неандертальца и один — годовалого, полученные выводы нельзя считать абсолютно надежными и окончательными. Впрочем, авторы предприняли попытку уменьшить зависимость выводов от крошечной выборки неандертальских младенцев. Исходя из известной траектории изменения формы мозга у сапиенсов, а также из известной формы мозга взрослых неандертальцев, они рассчитали, как должен был бы выглядеть мозг новорожденных неандертальцев, если бы их развитие шло по той же траектории, что и у нас. В итоге получилось совершенно нереальное существо с чрезвычайно вытянутой головой, имеющее мало общего с новорожденными сапиенсами и с черепами Le Moustier 2 и Pech-de-l’Azé. Авторы также рассчитали, что получилось бы из новорожденных сапиенсов, если бы их мозг развивался по «неандертальской» траектории. Результат такого моделирования оказался очень похожим на типичного взрослого неандертальца.
По-видимому, отсутствие фазы глобуляризации — это плезиоморфный (то есть древний, исходный, примитивный) признак человекообразных.
Вероятно, он был характерен для общего предка человека и шимпанзе, а также для всех ископаемых гоминид, включая неандертальцев. Округлая форма мозга и быстрое разрастание теменных и височных областей сразу после рождения — это апоморфная (то есть эволюционно новая, продвинутая) черта сапиенсов.
Не исключено, что приобретение данной апоморфии было связано с существенными функциональными изменениями мозга, например с усложнением механизмов интеграции сенсорной информации и формирования мысленных моделей окружающего мира. Говоря упрощенно, новые данные косвенно свидетельствуют в пользу того, что разум неандертальцев мог существенно отличаться от нашего. Если при этом учесть, что в прямой конкуренции с сапиенсами на территории Европы неандертальцы, как известно, оказались в проигрыше, то напрашивается предположение, что модели мира, создаваемые мозгом сапиенсов, были практичнее, то есть позволяли делать более точные предсказания. Кроме того, полученные результаты подкрепляют точку зрения, согласно которой очень крупный мозг был приобретен сапиенсами и неандертальцами в результате параллельной эволюции, а не унаследован от общего предка (который, очевидно, относился к поздним архантропам или H.
heidelbergensis в широком смысле).
Источники:
1) Philipp Gunz, Simon Neubauer, Bruno Maureille, Jean-Jacques Hublin. Brain development after birth differs between Neanderthals and modern humans // Current Biology. 2010. V. 20. P. R921–R922.
2) Simon Neubauer, Philipp Gunz, Jean-Jacques Hublin. Endocranial shape changes during growth in chimpanzees and humans: A morphometric analysis of unique and shared aspects // Journal of Human Evolution. 2010. V. 59. P. 555–566.
3) Ann Gibbons. Neandertal Brain Growth Shows A Head Start for Moderns // Science. 2010. V. 330. P. 900–901.
Александр Марков
Выявлены различия в мозге человека и неандертальца
Подпишитесь на информационный бюллетень CNN по теории чудес. Исследуйте вселенную, получая новости об удивительных открытиях, научных достижениях и многом другом .
Си-Эн-Эн
—
Изучая окаменелые черепа, ученые знают, что размер мозга неандертальца был таким же, если не чуть больше, чем у современного человека. Однако исследователи мало знали о развитии мозга неандертальца, потому что мягкие ткани плохо сохранились в летописи окаменелостей.
Теперь интригующее исследование, опубликованное 8 сентября, выявило потенциальную разницу, которая, возможно, дала современным людям, или Homo sapiens, когнитивное преимущество перед неандертальцами, гоминидами каменного века, которые жили в Европе и некоторых частях Азии, прежде чем вымерли около 40 000 лет назад.
.
Ученые из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка в Дрездене, Германия, заявили, что они выявили генетическую мутацию, которая вызвала более быстрое создание нейронов в мозгу человека разумного. Неандертальский вариант рассматриваемого гена, известный как TKTL1, отличается от современного человеческого варианта одной аминокислотой.
«Мы идентифицировали ген, который делает нас людьми», — сказал автор исследования Виланд Хаттнер, профессор и почетный директор института.
Когда две версии гена были введены в эмбрионы мышей, исследовательская группа обнаружила, что современный человеческий вариант гена привел к увеличению определенного типа… клеток, которые создают нейроны в области неокортекса мозга.
Ученые также протестировали два варианта гена на эмбрионах хорьков и выращенной в лаборатории ткани мозга, сделанной из стволовых клеток человека, называемых органоидами, с аналогичными результатами.
Команда пришла к выводу, что эта способность производить больше нейронов, вероятно, дала Homo sapiens когнитивное преимущество, не связанное с общим размером мозга, предполагая, что у современных людей «больше неокортекса для работы, чем у древних неандертальцев», согласно исследованию, опубликованному в журнале Science. .
Художественное впечатление от Tebo1. В детстве этому человеку ампутировали нижнюю часть левой ноги, и он дожил до ранней взрослой жизни в художественном сообществе 31 000 лет назад на Борнео. Авторы и права: Хосе Гарсия (Garciartist) и Университет Гриффита. (д-р Тим Мэлони, Университет Гриффита)
Хосе Гарсия/Университет Гриффита
Новое открытие предполагает, что люди каменного века неожиданно продвинулись в области медицины
cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_C4D0BAE0-F176-9135-C690-3217A69F11C3@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>«Это показывает нам, что, хотя мы не знаем, сколько нейронов было в мозгу неандертальца, мы можем предположить, что у современных людей больше нейронов в лобной доле мозга, где активность TKTL1 самая высокая, чем у неандертальцев», — пояснил Хаттнер.
«Велась дискуссия о том, была ли лобная доля неандертальцев такой же большой, как у современных людей», — добавил он.
«Но нам это не нужно, потому что (из этого исследования) мы знаем, что у современных людей должно быть больше нейронов в лобной доле … и мы думаем, что это преимущество для когнитивных способностей».
Алиссон Муотри, профессор и директор Программы стволовых клеток и Центра археализации в Калифорнийском университете в Сан-Диего, говорит, что, хотя эксперименты на животных выявили «довольно разительную разницу» в производстве нейронов, в органоидах эта разница была более тонкой. Он не участвовал в расследовании.
«Это было сделано только на одной клеточной линии, и, поскольку у нас есть огромная изменчивость с этим протоколом органоидов мозга, было бы идеально повторить эксперименты со второй клеточной линией», — сказал он по электронной почте.
Также возможно, что архаичная версия гена TKTL1 не была уникальной для неандертальцев, отметил Муотри.
Большинство геномных баз данных сосредоточены на западноевропейцах, и вполне возможно, что человеческие популяции в других частях мира могут иметь неандертальскую версию этого гена.
«Я думаю, что довольно преждевременно предлагать различия между неандертальским и современным человеческим познанием», — сказал он.
Череп Homo Neanderthalensis, археологический музей, Херес-де-ла-Фронтера, провинция Кадис, Испания.\
Geography Photos/Universal Images Group/Getty Images
Как ДНК неандертальца влияет на здоровье человека, в том числе на риск заражения Covid-19
Археологические находки последних лет показали, что неандертальцы были более изощренными, чем можно было бы предположить в поп-культуре, изображающей грубых пещерных людей.
Наши древние родственники умели выживать в холодном и теплом климате и пользовались сложными орудиями. Они также плели пряжу, плавали и занимались творчеством.
Соавтор исследования и генетик Сванте Паабо, директор Института эволюционной антропологии им. Макса Планка в Лейпциге, Германия, впервые попытался извлечь, секвенировать и проанализировать древнюю ДНК из костей неандертальцев.
Его работа привела к открытию в 2010 году, что ранние люди скрещивались с неандертальцами. Впоследствии ученые сравнили геном неандертальца с генетическими записями современных людей, чтобы увидеть, как наши гены перекрываются и различаются: TKTL1 — лишь одно из десятков идентифицированных генетических различий, в то время как некоторые общие гены могут иметь значение для здоровья человека.
Неандертальские ключи к эволюции мозга у людей
Анатомически современных людей можно отличить от неандертальцев (слева) по их менее удлиненному шаровидному черепу (справа). Предоставлено: Филипп Гунц (CC BY-NC-ND 4.0)
В чашках Петри Калифорнийского университета в Сан-Диего скромные белые скопления клеток вырастают в миниатюрные копии развивающегося мозга. Это мозговые органоиды — упрощенные модели мозга, состоящие из сотен тысяч до нескольких миллионов клеток. Органоиды мозга, созданные из клеток человека, хотя и крошечные по сравнению даже с мозгом плода, в них отсутствуют кровеносные сосуды и определенные типы клеток, уже доказали свою ценность. Например, во время вспышки вируса Зика в Бразилии в 2015 году исследователи использовали органоиды головного мозга, чтобы показать, что вирус вызывает микроцефалию 9.0060 1 , размер головы меньше нормального у детей, матери которых заразились вирусом Зика во время беременности. Но органоиды, растущие в лаборатории Алиссона Муотри, отличаются от тех, что появились раньше.
В своем стремлении понять эволюцию мозга Муотри сконструировал органоиды мозга, чтобы они несли вариант гена, обнаруженного у наших ближайших вымерших родственников — неандертальцев.
Часть перспективы природы: мозг
С момента публикации проекта генома неандертальца 2 В 2010 году исследователи узнали, что неандертальцы скрещивались с анатомически современными людьми. «Десять лет назад я учил, что инбридинга было мало или совсем не было, а теперь мы знаем, что он был довольно частым», — говорит Филипп Гунц, палеоантрополог из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия. Теперь ученые могут отслеживать варианты генов неандертальцев у современных людей и, в сочетании с анализом сохранившихся останков, точно определять гены и процессы развития, которые изменились у людей с тех пор, как два вида разошлись. Эффект этих генетических изменений можно проверить на органоидах мозга, например, в лаборатории Муотри. Как близкие родственники, неандертальцы предлагают непревзойденную возможность раскрыть, как, вероятно, эволюционировали современные люди.
Будущее
Исследователи не могут напрямую изучать мозг неандертальцев — считается, что этот вид вымер около 40 000 лет назад, а мягкие ткани плохо окаменевают. Но по сохранившимся черепам ученые смогли сделать вывод, что у взрослых неандертальцев мозг был такого же объема, как и у современных людей, но более вытянутой и менее шаровидной формы. Выяснение того, когда это анатомическое различие становится очевидным во время развития мозга, может дать ключ к пониманию того, какие аспекты развития мозга уникальны для человека. «Мы пытаемся выяснить, что эволюционировало последним», — говорит Ганц. «Какая самая последняя инновация в нашем мозгу?»
Чтобы определить стадию развития, на которой мозг современных людей и неандертальцев начинает расходиться, Гунц и его команда использовали метод, который он разработал, будучи аспирантом, для анализа цифровых слепков внутренней части черепов или мозговых оболочек. новорожденных, младенцев и взрослых неандертальцев, а также современных людей европейского происхождения, созданных на основе компьютерной томографии.
Поскольку формирование нейронов в мозге в основном завершается к моменту рождения, знание возраста, с которого форма черепа начинает различаться у двух видов, должно показать, является ли глобулярная форма мозга современного человека в основном результатом пренатального нейрогенеза или изменениями в сетях и связях, которые возникают преимущественно после рождения.
Анализ Ганца показал, что мозг новорожденного неандертальца по форме похож на мозг новорожденного 3 . «Это говорит нам о том, что большинство различий в форме мозга развились после рождения», — говорит Ганц. Он и его команда предполагают, что эта модель постнатального роста, которую он называет глобуляризацией, уникальна для развития мозга современных людей и была самой последней особенностью, возникшей в процессе эволюции.
Но более ранние анализы говорят о другом. Марсия Понсе де Лён, палеоантрополог из Цюрихского университета в Швейцарии, говорит, что предубеждения в методах реконструкции, используемых Гунцем, делают незнакомые структуры, такие как черепа новорожденных неандертальцев, более похожими на известные, такие как черепа современного человека.
Используя альтернативный метод, она и ее команда обнаружили различия между черепами новорожденных неандертальцев и современных людей 9.0060 4 , и поэтому предполагают, что шаровидная форма мозга современного человека присутствует уже при рождении.
Понсе де Лён предполагает, что постнатальные изменения, описанные Ганцем как глобуляризация, происходят у всех человекообразных обезьян, кроме шимпанзе. Это поднимает вопросы о достоверности мозга шимпанзе как модели, а также о том, какие элементы развития мозга уникальны для современных людей. «Многие особенности человеческого мозга и его развития имеют глубокие эволюционные корни и общие с неандертальцами», — говорит Понсе де Леон. «Люди не так исключительны, как они себя считают».
Перекресток изменений
Независимо от того, когда проявятся различия, разные черепные коробки взрослых современных людей и неандертальцев предлагают инструмент, с помощью которого можно выявить гены, участвующие в развитии мозга.
Объединив данные об этих анатомических различиях с информацией из генетических фрагментов неандертальцев, которые разбросаны по геномам людей неафриканского происхождения, исследователи могут найти гены, связанные с мозгом, которые изменились после того, как два вида разошлись, и, следовательно, могут отличить современных людей от неандертальцев. . «Изучение влияния вариантов генов неандертальцев на современных людей — это мощная модельная система», — объясняет Чет Шервуд, антрополог, работающий в области эволюционной нейробиологии в Университете Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия. «Наш генетический фон и общая биология напоминают их больше, чем другие возможные модели».
Хитрость заключается в том, чтобы идентифицировать фрагменты генов неандертальцев, которые коррелируют с различиями в анатомии, такими как форма черепной коробки. Это показывает гены, которые влияют на признак. Ганц начал с изучения магнитно-резонансных изображений мозга современных европейцев, которые различаются по своей шаровидности.
«Это очень тонкий сдвиг: вы ничего не заметите, — говорит он. «Сегодня нет никого, у кого мозг был бы таким вытянутым, как у неандертальца». Затем Ганц создал счет для количественной оценки шаровидности каждого отсканированного мозга. Затем он идентифицировал варианты генов, которые различались по количеству баллов, что выявило гены, связанные с мозгом, которые, вероятно, различались бы у неандертальцев и современных людей.
Органоиды мозга способны управлять ходячими роботами в лаборатории. Фото: Muotri Lab/UC San Diego
Этот метод привел Гунца и его команду к двум генам у мышей, один из которых, как известно, влияет на нейрогенез в скорлупе, а другой влияет на миелинизацию в мозжечке — обеих областях мозга, участвующих в движении. Ни один из генов ранее не был связан с эволюцией мозга. Различия между современными человеческими и неандертальскими версиями этих генов, вероятно, изменят их экспрессию. Конечно, эти гены — лишь часть общей картины — Ганц подчеркивает, что они, вероятно, играют лишь небольшую роль в развитии мозга.
«Мы не пытаемся утверждать, что именно эти два гена превращают вас в современного человека», — говорит он. Исследователи в Соединенных Штатах также используют неандертальское наследие европейцев для исследования мозга современного человека. Они проверили, коррелирует ли общее количество неандертальской ДНК, которую несет человек, с формой его черепа 9.0060 5 и обнаружили, что это не только так, но и что это коррелирует с морфологией как зрительной коры головного мозга, так и внутритеменной борозды — области мозга, играющей роль в зрительном внимании и координации движений.
Гунц и его коллеги работают над повторением своих результатов в более крупном наборе данных из репозитория Британского биобанка, что также может позволить им идентифицировать другие интересные гены. В долгосрочной перспективе задача состоит в том, чтобы обнаружить точную функцию таких генов и эффекты их неандертальских вариантов. «Это захватывающее начало нового направления исследований или, возможно, нескольких направлений, ведущих в разных направлениях», — говорит Ганц.
Призрак в мозгу
Гены, обнаруженные Гунцем, действуют слишком поздно в развитии мозга, чтобы их можно было изучать в мозговых органоидах, которые воспроизводят только ранние стадии. Но, используя инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 и копию генома неандертальца, исследователи используют органоиды мозга для изучения других генов, которые изменились в ходе эволюции современного человека. Эта стратегия похожа на преднамеренную замену ингредиента в рецепте: результат добавления неандертальского варианта гена к рецепту, в остальном современному человеку, может рассказать нам о вкладе исходного гена.
Муотри использует этот подход для изучения гена, участвующего в сплайсинге РНК, который сильно экспрессируется нейронами и связан с шизофренией. Он хочет понять эволюцию «социального мозга», который, как считается, позволяет людям функционировать в больших обществах. Сравнение мозга современного человека с мозгом вида, который вел контрастный образ жизни, может дать ключ к разгадке, и «существует множество свидетельств того, что у неандертальцев мог быть другой образ жизни и социальные взаимодействия», — говорит Муотри.
В отсутствие живых неандертальцев его лаборатория использовала редактирование генома для создания «неандероидов» — органоидов мозга, содержащих неандертальские версии определенных генов.
Его команда обнаружила интригующие отличия, хотя пока представила их только на конференциях. Органоиды мозга обычно представляют собой гладкие сферы, но неандероиды «имеют форму попкорна», говорит Муотри. Исследователи также отметили изменения в пролиферации и миграции клеток, формировании нейронных связей и нижестоящей экспрессии генов, а также в сплайсинге РНК. Это показывает не только пути, на которые влияет отредактированный ген, но и то, как неандертальская и современная человеческая версии различаются по своим эффектам.
Муотри наделяет неандероидов другими генами для дальнейшего изучения эволюционных изменений, разделяющих мозг современного человека и неандертальца, и аналогичная работа проводится в других местах, например, в лаборатории Сванте Паабо в Институте эволюционной антропологии Макса Планка, где команда секвенировала проект генома неандертальца.
Алекс Поллен, нейробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, работающий с органоидами мозга шимпанзе, поддерживает такие усилия. «Теперь мы можем начать задавать эти вопросы о происхождении человека с точки зрения генетики и развития», — говорит он, потому что эти органоиды предлагают более достоверную среду для тестирования генетических изменений, характерных для современного человека, чем модели животных.
Муотри говорит, что органоиды его мозга и неандероиды демонстрируют уровень активности, аналогичный наблюдаемому в мозге развивающихся людей. Он считает, что можно создать устройства, которые могут обеспечить обратную связь с органоидами мозга, что поможет усовершенствовать их нейронные сети, подобно тому, что происходит во время развития нервной системы человека. Чтобы проверить теорию, его команда использует электроды для записи активности органоидов мозга, а затем отправляет сигнал маленьким роботам по беспроводной связи.
Еще из Nature Outlooks
Уже сейчас роботы могут ходить в ответ на сигналы мозга-органоида.