تكشف “أدمغة” البشر والقردة الصغيرة التي نمت في المختبر سبب زيادة حجم المرء

بالعربي/ باستخدام أدمغة مصغرة تم تطويرها في المختبر ، اكتشف العلماء سبب امتلاك البشر لأدمغة أكبر من أدمغة القردة.

باستخدام أدمغة مصغرة تم تطويرها في المختبر ، اكتشف العلماء سبب امتلاك البشر لأدمغة أكبر من أدمغة القردة.

منذ حوالي 5 ملايين إلى 8 ملايين سنة ، تباعد البشر والقردة عن سلف مشترك. بعد مرور بعض الوقت ، بدأ البشر في التطور ليكون لديهم أدمغة أكبر. الآن أدمغة الإنسان أكبر بثلاث مرات من أدمغة الشمبانزي ، أقرب أقربائنا الأحياء. 

إذا سألت “ما الذي يميز أدمغتنا” ، مقارنة بالقردة الأخرى ، فإن الإجابة الأكثر وضوحًا هي الحجم ، كما قالت المؤلفة الرئيسية سيلفيا بينيتو كويزينسكي ، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية في المملكة المتحدة. “كانت هناك مجموعة قوية من الأدمغة الأكبر ولذا يبدو أن أدمغتنا الأكبر لها علاقة بقدراتنا المعرفية الفريدة.” 

منذ ما بين 2.6 مليون و 11700 سنة ، شهدت العقول البشرية طفرة كبيرة في النمو ، حيث تضاعف حجمها ، حسبما ذكرت Live Science سابقًا . بسبب نقص السجلات الأحفورية التي تعود إلى وقت توسع الدماغ البشري ، لا يمكن للعلماء بسهولة تفكيك ما دفع البشر إلى تنمية أدمغة أكبر ؛ ولكن باستخدام أدوات العصر الحديث ، يمكننا الآن أن نرى كيف تنمو أدمغتنا بشكل مختلف عن أدمغة القرود.

نظرًا لأن أدمغة الإنسان والقرد تتزايد بسرعة في مساحة السطح في وقت مبكر من التطور ، فقد افترض العلماء سابقًا أن الاختلافات قد تظهر قريبًا جدًا بعد الحمل ، قبل أن تنضج الخلايا إلى خلايا دماغية ، كما قال بينيتو كويزينسكي لـ Live Science. ولكن نظرًا لأنه لا يمكن الوصول إلى أنسجة دماغ الإنسان والجنين في وقت مبكر من أجل البحث ، فقد ركزت الدراسات السابقة بشكل أساسي على مراحل النمو اللاحقة عندما تشكل الخلايا العصبية بالفعل المناظر الطبيعية للدماغ. 

لكن ظهور تقنية أورجانويد ، وهي نماذج لأعضاء نمت في المختبر ، يجعل من الممكن الآن النظر في هذه المراحل المبكرة. يصنع العلماء هذه العضيات الدماغية من الخلايا الجذعية ، أو الخلايا التي يمكن أن تتحول إلى أي نوع من الخلايا في الجسم ، وإعادة برمجة تلك الخلايا لتنمو لتصبح هياكل شبيهة بالدماغ.

في حين أن هذه ليست أدمغة حقيقية ، إلا أنها لا تزال تقليدًا مثيرًا للإعجاب ؛ في السابق ، ابتكر العلماء عضيات دماغية يمكن أن تنمو أوعيتهم الدموية أو تنتج موجات دماغية خاصة بهم ، وفقًا لما ذكرته Live Science سابقًا . 

في الدراسة الجديدة ، قامت Silvia Benito-Kwiecinski بزراعة “أدمغة صغيرة” من الشمبانزي والغوريلا والبشر في المختبر (هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها صنع عضيات دماغ غوريلا على الإطلاق). لقد بدأوا بكرات ثلاثية الأبعاد من الخلايا تسمى الأجسام الجنينية التي تحاكي المراحل المبكرة من نمو الدماغ – حوالي شهر بعد الحمل – قبل أن تنضج الخلايا الجذعية لتصبح خلايا دماغية. ثم وضعوا هذه الخلايا في مصفوفات هلامية وسمحوا لها بتطوير “بنى ناشئة” أو خلايا عصبية سلف ، وهي خلايا جذعية ستتحول في النهاية إلى خلايا دماغية.

قال بينيتو-كويزينسكي: “السبب الذي يجعل هذه الخلايا السلفية مثيرة للاهتمام هو أن عدد الخلايا العصبية المولدة يعتمد في النهاية على عدد الخلايا السلفية التي يتم تصنيعها”. بمعنى آخر ، كلما انقسمت الأسلاف ، زاد عدد الخلايا العصبية التي ستتشكل في النهاية. تتشكل هذه الخلايا السلفية بشكل أسطواني ، ولكن عندما تنضج ، تبدأ في الاستطالة وتصبح أكثر شبهاً بالمغزل. 

هذه الخلايا الممدودة أبطأ بكثير في الانقسام من سابقاتها الأسطوانية. في النهاية ، تصبح الخلايا الشبيهة بالمغزل خلايا عصبية متطورة تمامًا.

وجد الباحثون أنه في أدمغة الإنسان ، تستغرق الخلايا السلفية العصبية يومين أطول لتنضج لتصبح هذه الخلايا الممدودة البطيئة الانقسام أكثر مما تفعل في أدمغة الشمبانزي والغوريلا.

وقالت بينيتو كويزينسكي: “يبدو أن البشر قد تأخروا في التحول” إلى الشكل الشبيه بالمغزل. في ذلك الوقت الإضافي قبل الانتقال ، تنقسم الخلايا السلفية البشرية أكثر من نظيراتها من القردة ، مما يخلق المزيد من الخلايا التي ستنضج لتصبح خلايا دماغية ، وبالتالي أدمغة أكبر. محتوى ذو صلة

لفهم السبب ، نظر الباحثون في الجينات التي تم تشغيلها وإيقافها خلال هذه المرحلة المبكرة من نمو الدماغ في العضيات المختلفة. ووجدوا أن الجين ZEB2 قد تم تشغيله مبكرًا في عضيات دماغ الغوريلا منه في العضيات البشرية. قال بينيتو كويزينسكي: “يبدو أن ZEB2 هو المنظم لتغيير شكل الخلية”. 

من المؤكد أنه عندما أخر الباحثون تنشيط ZEB2 في الخلايا السلفية للغوريلا ، استغرق الانتقال إلى الخلايا الممدودة وقتًا أطول ، مما جعل الخلايا في عضيات الغوريلا تنمو بشكل مشابه للخلايا في أشباه العضيات البشرية. عندما قاموا بتشغيل ZEB2 في وقت مبكر في العضيات البشرية ، حدث العكس: بدأت الخلايا الموجودة في العضيات البشرية في النمو مثل الخلايا الموجودة في عضيات القرد ، مما يعني أنها انتقلت بشكل أسرع إلى خلايا مستطيلة. 

ليس من الواضح متى بدأ التعبير عن هذا الجين يتغير بعد انفصال البشر عن القردة. كما أنه من غير المعروف ما هي الجينات الأخرى. تأمل بينيتو-كويزينسكي وفريقها الآن في فهم ما الذي ينظم التعبير عن ZEB2 ، وبالتالي لماذا يتم التعبير عن هذا الجين في وقت لاحق في البشر أكثر من القرود.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com