После введения гена ARHGAP11B, у обезьянок семейства игрунковых увеличилась та часть больших полушарий мозга, которая носит название неокортекс (новая кора) - это слои головного мозга, которые участвуют в функциях более высокого порядка - чувственное восприятие, познание, пространственное мышление и общение с помощью речи.
Данный ген как раз отвечает за увеличение количества нейронов в этой области.
Неокортекс в мозгу встречается только у млекопитающих, а больше всего он развит, естественно, у человека. Исследование неокортекса это совсем новое направление в науке, а открытие в 2015 году гена ARHGAP11B, отвечающего за его формирование, открыло перед учеными множество возможностей.
Справа налево: Сравнение мозгов человека, шимпанзе, макаки и обезьянок саймири
Если этот ген формирует передовую область мозга у человека, то что будет если ввести его тем животным, мозг которых не настолько развит?
Сначала ученые из Института генетики Макса Планка (Германия) проверили его действие на домашних хорьках, введя ген в клетки эмбриона хорька. Эксперимент удался - выяснилось, что мозг эмбриона начал активно увеличиваться и на нем появились складки, как в мозгу человека. Потом то же самое повторили на мышах.
А на днях были опубликованы результаты нового сенсационного исследования, проведенного в том же Институте Макса Планка группой ученых под руководством Майклом Хайде. Они ввели ген ARHGAP11B в семь эмбрионов приматов из семейства игрунковых.
Затем оплодотворенные эмбрионы пересадили в матку самок игрунок и далее на протяжении 101 дня эмбрионы развивались в утробе естественным путем. На 102 день обезьянкам было сделано кесарево сечение, эмбрионы были извлечены и ученые тщательно изучили их мозг.
Надо сказать, что зона неокортекса человека примерно в три раза больше, чем у наших ближайших родственников - шимпанзе. И тем более она гораздо более крупная, чем неокортекс игрунковых. У игрунковых обезьян в мозгу почти нет извилин. Поэтому когда ученые сравнили мозг ГМО-эмбрионов с мозгом обычных эмбрионов игрунок, разница была видна невооруженным взглядом.
Справа увеличенный мозг ГМО-эмбриона
Неокортекс ГМО-эмбрионов был очень сильно увеличен, а на поверхности их мозгов появилось множество извилин, что делало их похожими на человеческие мозги.
Человеческий мозг не просто так имеет множество извилин, это получилось в результате хода эволюции, когда площадь его мозга начала увеличиваться, но пространство внутри черепа было ограничено. Чтобы поместиться внутри, мозгу пришлось стать "морщинистым".
Обычный мозг игрунковых, по сравнению с мозгом человека, намного более гладкий, извилин в нем немного.
По мнению ученых, в число которых также входили эксперты из японского института в Кавасаки и Университета Кейо в Токио, именно возникновение гена ARHGAP11B помогло в свое время предкам человека стать более умными, у них развился крупный неокортекс.
Это исследование было опубликовано в журнале Science.
0
