Что делает нас людьми: ученые раскрывают секреты мозга человека
Нейробиологами созданы генетические карты мозга для разных видов приматов, обнаружив 139 генов, отличающихся сильной экспрессией исключительно у человека. Скорее всего, эти особенности и стали исходными для появления разума.
Напомним, экспрессией называют процесс преобразования наследственной информации от гена в функциональный продукт — РНК или белок. В поисках различий мозга человека и животных ученые в первую очередь обращают внимание на специализированные нервные клетки — нейроны — и связи между ними. Новейшие методики генетического анализа, в частности, секвенирование ДНК и РНК одиночных клеток, делают возможным изучение мозга на особом уровне.
В специальном выпуске журнала Nature собраны 17 статей, подводящих итоги многолетнего международного исследования мозга, шедшего с 2013 по 2021 годы. Это проект по созданию карт активности мозга BRAIN Initiative. В нем были задействованы свыше 250 ученых из 45 учреждений трех континентов.
В человеческом мозге миллиарды нервных клеток, образующие триллионы связей — синапсов. С использованием современных методов и инструментария исследований ученые выявили серьезные различия в числе типов нейронов в мозге мышей, обезьян и человека. В частности, первичная моторная кора мозга мартышек-мармозеток содержит 94 кластера, тогда как у человека их 127, при этом лишь 45 типов были общими для всех. Авторы проекта считают это результатом эволюционного развития.
Нейробиологи выяснили, что человеческий мозг обладает специализированными нервными клетками, отвечающими за адаптацию к меняющемся условиям и оценку нового опыта. Что способствует умению учиться, развиваться всю жизнь. Также у человека больше генов, оказывающих влияние на развитие речи.
Найдены различия и мозга современного человека и разных представителей далеких предков: неандертальцев и денисовцев. Особенно серьезные различия выявлены в группе нейронов задней поясной извилины, отвечающих за когнитивную активность в состоянии бодрствования.
Эволюция проявилась также в явлении коэкспрессии — взаимного усиления нейронной деятельности, которого нет у других представителей приматов. Присутствует лишь у человека. Скорость обработки информации во многом зависит от эффективности передачи импульсов между нейронами.
Ученые предполагают, что более высокие когнитивные функции могли стать результатом адаптации клеток мозга человека ко ряду мутаций. Эксперты надеются, что полученные данные не только помогут понять эволюцию Homo sapiens, но и найти пути лечения ряда нейродегенеративных заболеваний.