Как обмен отца сыну в старой рекомендуемой песне Кэт Стивенс, «занимают время, думают много… думают обо всем, что Вы имеете». Оказывается спелыми 70-ми folkie, наткнулся на то, что может объяснить главную особенность наших мозгов, устанавливающую нас кроме наших самых близких родственников: Мы неторопливо делаем синаптические связи через большую часть нашего раннего детства, и эта пластичность позволяет нам медленно телеграфировать мозги на основе своего опыта. Учитывая, что люди и шимпанзе разделяют 98,8% тех же генов, исследователи долго задавались вопросом, что ведет наши уникальные познавательные и социальные навыки. Да, шимпанзе являются умными и совместными в известной степени, но мы ясно затмеваем их когда дело доходит до абстрактного мышления, саморегулирования, ассимиляции культурного знания и рассуждающих способностей.
Теперь исследование, смотрящее на посмертные мозговые образцы от людей, шимпанзе и макак, собранных до рождения к до конца продолжительности жизни для каждой из этих разновидностей, нашло основное отличие в экспрессии генов, которые управляют развитием и функцией синапсов, связей среди нейронов через который информационные потоки.Как исследователи описывают в отчете, опубликованном онлайн сегодня в Исследовании Генома, они проанализировали выражение приблизительно 12 000 генов — часть так называемого транскриптома — от каждой разновидности. Они нашли 702 гена в предфронтальной коре (PFC) людей, имевших образец выражения в течение долгого времени, это отличалось от двух других разновидностей. (PFC играет центральную роль в социальном поведении, работающем к целям и рассуждению.) Для сравнения гены в шимпанзе PFC в различных жизненных стадиях имел только 55 уникального характера экспрессии — 12-кратный меньше, чем найденный в людях.
Гены, которые проанализировали исследователи, имеют бесчисленные функции. Но когда исследователи создали пять модулей, смешавших гены, коэкспрессированные, они нашли, что модуль в людях, это наиболее близко связывается с формированием синапса и функцией, имел «решительно» различную траекторию развития. Эти гены были включены высоко от сразу после рождения приблизительно до 5 лет возраста; те же гены в шимпанзе и макаках начали прекращать выражать себя вскоре после рождения. “Мы, возможно, обнаружили одно из различий, заставляющее человеческие мозги работать по-другому от шимпанзе и макак”, говорит ведущий исследователь Филипп Хэйтович, эволюционный биолог, работающий и в Макс.
Планке Институте Эволюционной Антропологии в Лейпциге, Германия, и в китайской Академии наук (CAS) в Шанхае, Китай.Исследователи, включая Сванте Пабо из Лейпцигского института и Силин Лю CAS, пошли шаг вперед и фактически посчитали больше чем 7 000 синапсов видимыми в электронных микрографах от трех разновидностей в различных возрастах. Они нашли, что число синапсов в макаках и шимпанзе взлетело вскоре после рождения, но не достигало максимума в людях приблизительно до 4 лет возраста. “У людей есть намного больше времени для формирования синаптических связей”, Хайтович завершает.
В их исследованиях исследователи включили в это, люди имеют намного более длинные продолжительности жизни, чем другие разновидности и развиваются и становятся зрелым более медленно в целом. Их результаты все еще выделились, приспособившись для этой задержки развития.
Работа основывается на поведенческих доказательствах, показавших преимущества длительного детства, а также несколько других исследований, счевших различия в шимпанзе и человеческих генах связанными с формированием синапса и функцией. Но никакая группа никогда не делала такой полный сравнительный, продольный анализ мозга transciptomes этих трех разновидностей, говорит Тодд Преусс, нейробиолог в Национальном Научно-исследовательском центре Примата Yerkes в Атланте. “Все это – техническое проявление силы”, говорит Преусс.Ненад Сестэн, нейробиолог в Йельском университете, издавший полный анализ транскриптома человеческих мозгов от эмбрионов до последней взрослой жизни в выпуске 27 октября 2011 Природы, говорит, что новая работа “является новой и провокационной”.
Сестэн говорит, чтобы разъяснить, что различия между разновидностями, область теперь должна исследовать больше отделов головного мозга, “для имения более ясной идеи того, насколько определенный это может быть к dorsolateral предфронтальной коре”.Результаты от Хайтовича и коллег обещают зажечь будущие исследования, обращающиеся к глубоким вопросам обо всем от развития до регуляции генов. Например, они предлагают в их отчете, что различия, которые они нашли, могут также отделить нас от Neandertals, поскольку данные свидетельствуют, что у этих потухших людей было более быстрое черепное и зубное развитие, чем современные люди.Невропатолог Эрик Коерчесн из Калифорнийского университета, Сан-Диего, говорит, что новые результаты также сцепляются с его собственными исследованиями аутизма и мозгового зарастания.
Коерчесн нашел, что мозги аутичных детей растут более быстро, чем нормальный, который он теоретизирует, препятствует тому, чтобы они имели достаточно опыта должным образом телеграфировать нейроны. “Это – абсолютно захватывающее исследование, которое будет иметь большую важность для продвижения понимания человеческих беспорядков раннего мозгового развития, а также осветительный эволюционные изменения в нервном развитии”, говорит Коерчесн.