Ученые, занимающиеся молекулярной биологией в Медицинском исследовательском совете (Кембридж), провели исследование, которое позволило выяснить причины большего размера человеческого мозга по сравнению с обезьяньим. Так, в нашем мозге нейронов в 3 раза больше, чем у шимпанзе, горилл. Проект демонстрирует разницу в развитии головного мозга и ключевое отличие людей от обезьян.
Головной мозг по мере роста приобретает форму черепа, который оберегает его от повреждений. Клетки мозга – глиальные (вспомогательные) и нейроны, отвечающие за генерацию и передачу нервных импульсов. Согласно различным данным, количество нейронов у взрослого человека (мужчины) составляет 86,1 +/- 8,1 млрд или 90-95 млрд. А примерное число глиальных клеток – 84,6 млрд (+/- 9,8 млрд). До 19% нейронов приходится на кору.
Существует ошибочное мнение, что чем больше размер мозга, тем больше в нем нейронов, а, соответственно, и интеллектуальные способности развиты лучше. Однако данное утверждение не подтверждено научным путем. Масса мозга человека в среднем равна 2% массы тела – 1000-2000 и более граммов.
Сравнение массы мозга у некоторых животных:
- кашалот – 7800 г;
- слон – 4783 г;
- дельфин (афалина) – 1500-1600 г;
- жираф – 680 г;
- лошадь – 532 г;
- горилла – 465-540 г;
- шимпанзе – 420 г;
- лев – 240 г;
- собака – 72 г.
- аллигатор – 8,4 г.
Предметом исследования стали органоиды мозга человека, гориллы, шимпанзе. Это ткани, которые в лабораторных условиях вырастили из стволовых клеток, чтобы выяснить, что происходит на этапах раннего развития. Причем органоиды человека выросли более массивными.
На ранних стадиях нейроны представляют собой стволовые клетки – нейральные предшественники. Сперва они имеют цилиндрическую форму и способны делиться на аналогичные дочерние клетки. Количество нейронов в дальнейшем зависит от частоты таких делений.
Созревая, нейральные предшественники делятся все реже и реже, а также меняют форму – становятся длиннее, визуально похожими на конус мороженого. Прежде ученые проводили аналогичное исследование с мышами. Оказалось, что им для созревания нервных клеток требуется всего несколько часов.
Органеллы горилл и шимпанзе выросли и удлинились приблизительно за 5 дней. За такой же промежуток времени нервные клетки мозга человека все еще оставались цилиндрическими и продолжали делиться. На созревание у них ушло около 7 дней. Таким образом, разница в пару дней способствует производству большего количества клеток и, соответственно, увеличенной массе мозга.
По мнению доктора Ланкастер, которая руководила проектом, эта разница во времени перехода от предшественников к нейронам и является главной причиной большего количества нервных клеток в человеческом мозге. Ученые пошли дальше – поставили задачу установить генетический механизм данных различий.
Они сравнили включенные и выключенные гены в органоидах. Выяснилось, что ген «ZEB2» у горилл запустился раньше, чем у человека. Исследователи отсрочили включение данного гена, и в результате нейральные предшественники обезьян созревали медленнее – мозг развивался так же, как и человеческий.
