При поддержке минздрава Израиля

Ученые раскрыли фактор, объясняющий сложное строение человеческого мозга

Скорее всего, наша центральная нервная система эволюционировала благодаря изменениям в генах, отвечающим за адгезивные свойства нейронов.

Кора — тонкий наружный слой головного мозга. Здесь находятся центры, отвечающие за самые сложные умственные способности, — речь, планирование, мыслительные процессы. Этот слой толщиной в три миллиметра складывается в витиеватый узор из борозд и извилин, что значительно увеличивает площадь коры.

Многие крупные млекопитающие — приматы, дельфины, лошади — имеют очень много извилин, у мелких животных их количество намного меньше.

До сих пор ученые идентифицировали лишь несколько генетических мутаций, которые способствовали эволюции мозга. Среди них есть и те, благодаря которым количество нейронов возрастало. Предположительно, при увеличении площади кора постепенно образовывала складки, чтобы поместиться в относительно небольшой черепной коробке.

Даниэль Дель Торо в Институте нейробиологии им. Макса Планка в Мюнхене, Германия, и его коллеги задавались вопросом, могут ли некоторые генетические изменения провоцировать нечто большее, чем простой рост количества нейронов. Ученые исследовали гены FLRT1 и FLRT3, отвечающие за синтез структур, которые заставляют клеточные мембраны сильнее прилипать друг к другу.

В человеческом мозге продуцируется лишь небольшое количество таких веществ, тогда как клетки мышей вырабатывают их очень много. «Если клетки обладают низкими адгезивными свойствами, то могут образовывать более замысловатые структуры», — утверждает автор исследования.

Команда Дель Торо создала эмбрионы мышей без генов FLRT1 и FLRT3. В результате в процессе роста и развития у таких животных строение ЦНС было более сложным. Выводы были представлены на конференции в Копенгагене. Умнее ли эти мыши, чем обычные животные, точно не известно. Команда планирует выяснить это на следующем этапе.

Как можно объяснить подобное явление? В процессе развития плода нервные клетки закладываются в глубине ЦНС, а затем перемещаются на поверхность. Дель Торо предполагает, что из-за повышенной адгезивности клеток кора нормальных животных слишком жесткая, чтобы образовывать извилины. 

«Представьте себе, что люди бегут вместе, взявшись за руки, в результате чего к финишу придут одновременно. Более слабая связь между клеточными элементами человеческой ЦНС позволяет им мигрировать с разной скоростью и формировать более сложные структуры», — говорит Дель Торо.

«Рассуждать о каких-то ключевых изменениях пока еще рано», — утверждает Толд Прейс из Национального исследовательского центра приматов Йеркса, Университета Эмори, Джорджия. — «В исследовании сравнивались только люди и мыши. Было бы интересно посмотреть, как ведут себя гены у других млекопитающих».

 

Наверх