Группа ученых из лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета в Кембриджском университете обнаружила молекулярный переключатель, который регулирует рост мозга. Благодаря ему человеческий мозг растет быстрее, чем мозг обезьяны.
Здоровый человеческий мозг в зрелом возрасте обычно достигает 1500 см³, что примерно в три раза больше, чем мозг гориллы (500 см³) или мозг шимпанзе (400 см³). В рамках исследования команда Кембриджского университета собрала клетки людей, горилл и шимпанзе, оставшиеся после медицинских тестов и операций, и перепрограммировала их в стволовые клетки. Затем ученые вырастили эти клетки таким образом, чтобы превратить их в органоиды мозга — небольшие комочки мозговой ткани шириной в несколько миллиметров.
Спустя несколько недель органоиды человеческого мозга оказались самыми крупными из всех. Как пояснили ученые, в ткани мозга присутствуют клетки, называемые нейронными предшественниками. Цилиндрическая форма этих клеток позволяет им легко делиться на дочерние, и чем чаще эти клетки делятся, тем больше будет нейронов.
По мере созревания клеток их деление замедляется. Как указывает доктор Мадлен Ланкастер из Кембриджского университета, клетки-предшественники человеческого мозга дольше задерживаются на ранней стадии развития, чем клетки мозга обезьяны, и за это время чаще делятся. Эта разница в конечном итоге приводит к почти удвоенному числу нейронов в коре головного мозга взрослого человека по сравнению с мозгом человекообразных обезьян.
Исследователи идентифицировали ген, который имеет решающее значение для этого процесса. Ген под названием Zeb2 позже «включается» в тканях человека, позволяя клеткам делиться дольше.
«Важно понять, как протекает нормальное развитие мозга. Впоследствии это может дать нам важную информацию о том, как возникают нарушения нервного развития, — указывает Джон Мейсон, профессор в Эдинбургском университете. — Многие нервные расстройства влияют на размер мозга, поэтому понимание фундаментальных процессов эмбрионального развития мозга может привести к лучшему пониманию таких расстройств».
