پاسخ به یک سوال قدیمی: چرا مغز انسان تا این اندازه بزرگ است؟

بر اساس شواهد به دست آمده، ژن هایی به نام NOTCH۲NL در بزرگی مغز انسان نسبت به سایر گونه ها نقش دارند.

  1. ۱ هفته،۱ روز قبل
  2. ۰
پاسخ به یک سوال قدیمی: چرا مغز انسان تا این اندازه بزرگ است؟
به گزارش نوداد (سکوی اجتماعی خبر)

مغز انسان یکی از بزرگ ترین مغزهای موجود در طبیعت است؛ اما دلیل آن مشخص نیست. مجموعه ای از بررسی ها شواهد جدیدی را ارائه می دهند که بر اساس آن گروهی از ژن ها مسئول رشد مغز و افزایش حجم داخل جمجمه (ECV) هستند. پژوهشگرها این ژن ها در انسان فعال هستند درحالی که در گونه هایی از میمون های مکاک و اورانگوتان اصلا وجود ندارد و در گونه های شامپانزه و گوریل وجود دارند اما غیرفعال هستند.

ژن هایی به نام NOTCH۲NL با تأخیر در رشد سلول های بنیادی کورتیکال در نورون ها فعال می شوند و منجر به تولید نورون های زیادتر می شوند. این ژن ها به وفور در سلول های بنیادی عصبی کورتکس مغزی وجود دارند.

مغز انسان

مغز نئاندرتال (چپ) و مغز انسان (راست)

به گفته ی پیر واندرهاگن یک از اعضای تیم، زیست شناس دانشگاه لیبر دی بروکسل (ULB) در بلژیک:

یکی از اهداف مهم ما رسیدن به این پاسخ این سؤال است که چه عاملی در بزرگ شدن مغز به ویژه بخش کورتکس در طول تکامل و رشد انسان تأثیرگذار است. با توجه به تکامل نسبتاً سریع مغز انسان، این احتمال وجود دارد که ژن های انسانی جدید و تکامل یافته در شکل گیری مغز نقش داشته اند.

و البته در طول چند میلیون سال گذشته، تکامل مغز به فرآیند تفکر، حل مسئله و بهبود وضعیت فرهنگ کمک کرده است. واندرهاگن و تیم او روشی جدید را برای تحلیل RNA پیشنهاد داده اند که برای کدگذاری و تعریف ژن ها ضروری است، پژوهشگرها با این روش می توانند به شناسایی ژن ها در بخش کورتکس بپردازند.

با توجه به رابطه ی نزدیک ژن اجدادی NOTCH۲ به کنترل مسیر سلول های بنیادی کورتیکال به سمت نورون ها یا ساخت سلول های بنیادی زیادتر، پژوهش های آن ها متمرکز بر NOTCH۲NL است. آن ها بعد از اجرای یک مجموعه تست روی جنین موش و تست های آزمایشگاهی رو سلول های بنیادی انسان، موفق به کشف قابلیت های ویژه ی هرکدام از ژن ها شدند.

به گفته ی واندرهاگن:

از یک سلول بنیادی می توان دو سلول پیش ساز، دو نورون یا یک سلول بنیادی پیش ساز و یک نورون رسید. وظیفه ی اصلی NOTCH۲NL این است که این تصمیم را به سمت بازسازی سلول های پیش ساز سوق دهد و درنتیجه منجر به تولید نورون های زیادتر شود و همان طور که تکامل نشان می دهد تأثیر این ژن اندک، اما پیامدهای بعدی آن زیاد هستند.

تیم مجزایی از دانشمندان با بررسی ژن های تعریف شده در رشد مغزی انسان و میمون های مکاک به بررسی نقش NOTCH۲NL پرداختند و به این نتیجه رسیدند که تفاوت انسان با این نوع میمون مکاک به نبود ژن NOTCH۲NL در میمون وابسته است.

پژوهشگرها با حذف NOTCH۲NL از سلول های بنیادی انسان در آزمایشگاه، مشاهده کردند که سلول های بنیادی سریع تر به نورون تغییر پیدا می کنند؛ اما کاهش منبع سلول های بنیادی نشان می داد بافت کورتکس کوچک تر است.

ژن NOTCH۲NL عامل تفاوت مغز انسان و میمون است

با توجه به این که ژن های NOTCH۲NL بر اندازه ی مغز تأثیر دارند، تیم پژوهشی برای اولین بار توانست موقعیت صحیح آن ها در ژنوم را تعیین کند، زیرا نگاشت های قبلی اشتباه بودند. اندازه ی مغز به تغییرات در منطقه ای موسوم به ۱q۲۱.۱ وابسته است که بر اختلال های رشد عصبی مثل ADHD تأثیر دارد.

به گفته ی پژوهشگرها ظاهرا NOTCH۲NL بخشی از یک مبادله ی تکاملی بین مغزهای بزرگ تر و شرایطی مثل بزرگ سری (ماکروسفالی) و کوچک سری (میکروسِفالی) باشد. البته هنوز برای قضاوت در مورد مغز بزرگ انسان زود است، زیرا هنوز اطلاعات زیادی در مورد مکانیزم ژن های NOTCH۲NL در دست نیست. پژوهشگرها به دنبال بررسی یک نمونه ی بزرگ تر از بیمارها و مدل های آزمایشگاهی در یک بازه ی زمانی طولانی هستند تا بتوانند اتفاقات را به شکلی دقیق تر بررسی کنند.

بااین حال دلیل جذابیت این پژوهش ها این است که مسیر سیگنال دهی Notch (یکی از دو مسیر سیگنال دهی در سلول های بنیادی) یکی از قدیمی ترین مسیرهای رشد است و تقریبا در هر گونه ی جانوری وجود دارد؛ در انسان هم گونه ی جدید NOTCH۲NL برای رشد ماده ی خاکستری مغز رشد کرده است. به گفته ی دیوید هاوسلر از دانشگاه کالیفرنیای سانتاکروز، یکی از پژوهشگرهایی که روی مطالعه ی دوم اطلاعات زیستی کار می کند

مغز ما در طول رشد بخش های عملکردی کورتکس سه برابر بزرگ تر از قبل شده است و همین دلیل اصلی تفاوت انسان با گونه های دیگر است. هیچ سؤال علمی نمی تواند به اندازه ی تغییرات ژنتیکی تأثیرگذار بر تکامل انسان هیجان انگیز باشد.




همرسانی نوشتار: