Otkriven ključni genetski mehanizam rasta ljudskog mozga

Ljudski mozak se ističe kao najveći i najsloženiji u životinjskom carstvu, ali šta ga je tokom evolucije učinilo toliko posebnim? Nedavna studija istraživača iz nemačkog Centra za primate – Instituta za istraživanje primata Lajbnic i Instituta za molekularnu ćelijsku biologiju i genetiku Maks Plank otkriva da dva jedinstvena ljudska gena igraju ključnu ulogu u razvoju velikog mozga. Ova istraživanja ne samo da bacaju novo svetlo na evoluciju ljudske inteligencije, već mogu pomoći i u razumevanju neuroloških poremećaja, piše SciTech Daily.

Prema studiji, dva gena prisutna isključivo kod ljudi zajedno utiču na rast velikog mozga (cerebruma), što ih čini jedinstvenim faktorom u ljudskoj evoluciji. Prvi gen povećava proliferaciju progenitorskih ćelija, osnovnih ćelija iz kojih se razvijaju nervne ćelije, dok drugi gen podstiče njihovu transformaciju u specijalizovane progenitorske ćelije, koje na kraju stvaraju neurone. Ovaj složeni mehanizam omogućava formiranje većeg broja nervnih ćelija, što je od ključnog značaja za razvoj ljudske inteligencije.

Preporučujemo

Upravo zahvaljujući ovoj genetskoj osobini, ljudski mozak danas ima oko 86 milijardi neurona, dok mozak šimpanze sadrži tek oko 6 milijardi. Ova ogromna razlika objašnjava sposobnost ljudi za apstraktno mišljenje, složenu komunikaciju i kreiranje kultura i tehnologija koje su promenile svet.

Ljudski mozak se ne razlikuje od mozgova drugih primata samo po veličini već i po efikasnosti. Dok čini samo oko 2% telesne mase, mozak koristi čak 20% ukupne energije tela, što ga čini jednim od energetski najzahtevnijih organa. Ova ogromna potrošnja energije omogućava ljudima da obrađuju složene informacije, planiraju budućnost i razvijaju društvene strukture kakve ne postoje kod drugih vrsta.

Istraživači smatraju da je upravo koordinisana aktivnost ova dva gena omogućila evolucijski skok koji je doveo do razvoja jezika, umetnosti i nauke.

Osim što istraživanje pruža uvid u evolucione procese, ono može imati i medicinski značaj. Genetski mehanizmi koji kontrolišu proliferaciju i diferencijaciju ćelija mozga takođe su povezani sa razvojnim poremećajima i neurološkim bolestima. Bolje razumevanje ovih gena moglo bi doprineti ranom otkrivanju i tretmanu stanja poput mikrocefalije i drugih malformacija mozga.

Mozak, iako izuzetno složen, nije savršen – brojni neurološki poremećaji mogu nastati upravo zbog malih grešaka u ovim ključnim razvojnim procesima. Interesantno je da mozak tokom života proizvodi dovoljno električne energije da osvetli sijalicu od 10 W, što pokazuje njegovu neprekidnu aktivnost i ogroman potencijal za učenje i prilagođavanje.

Kako bi došli do ovih otkrića, naučnici su koristili različite metode istraživanja, uključujući eksperimente na miševima i laboratorijski uzgojene organoide mozga šimpanze. Organoidi su mali, veštački uzgojeni modeli mozga koji omogućavaju istraživanje ljudskih i primatskih nervnih ćelija u laboratorijskim uslovima.

Zanimljivo je da mozak prolazi kroz dugotrajan razvojni proces – iako se njegove osnovne strukture formiraju još u fetalnom periodu, on nastavlja da se menja i prilagođava sve do kasnih dvadesetih godina života. Ovaj dug razvojni proces omogućava ljudima da se uče i prilagođavaju kroz čitav život, za razliku od većine drugih životinja kod kojih se mozak razvija brže, ali ostaje statičniji.

- Izuzetna odlika naše studije jeste to što se rezultati eksperimenata na životinjama i alternativnih metoda međusobno dopunjuju i potvrđuju. To ne samo da naglašava značaj naših rezultata, već bi moglo doprineti smanjenju potrebe za eksperimentima na životinjama u budućnosti, kroz dalji razvoj i potvrdu alternativnih metoda - objašnjava vođa studije Mihael Hajde.

Otkriće jedinstvenih ljudskih gena koji utiču na razvoj mozga predstavlja značajan korak u razumevanju evolucije ljudske inteligencije i složenosti nervnog sistema. Ova studija ne samo da potvrđuje ključnu ulogu genetskih faktora u formiranju velikog mozga, već može imati i praktične primene u medicini, posebno u proučavanju razvojnih poremećaja mozga.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)