Триумф эволюции: найден ключ к уникальности человеческого разума

Исследование раскрывает, как мозг адаптировался к стрессу и токсинам.

Новое исследование, посвященное сравнению нейронов разных приматов, выявило уникальные генетические изменения, которые помогают человеческому мозгу справляться с повседневной нагрузкой. Этот процесс получил название «эволюционная нейропротекция». Результаты работы раскрывают механизмы увеличения размера, сложной структуры и вычислительной мощности человеческого мозга.

Увеличение объёма мозга происходило избирательно, затрагивая лишь определённые области, такие как префронтальная кора, отвечающая за принятие решений и самоконтроль, и стриатум, связанный с движением и эмоциями. Эти области активно взаимодействуют, что формирует социальные и когнитивные способности, включая способность понимать эмоции и намерения других людей. За эту связь частично отвечают дофаминовые нейроны, которые регулируют активность нейронных сетей, выполняя роль своеобразного «диммера».

Однако эволюция увеличила нагрузку на дофаминовые нейроны, поскольку их количество увеличилось лишь в два раза, тогда как объём мозга вырос значительно сильнее. Эти нейроны нуждаются в большом количестве энергии, которую обеспечивают митохондрии, но их работа приводит к образованию токсичных побочных продуктов, разрушающих клетки. Со временем такие повреждения становятся причиной нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Паркинсона.

Исследование показало, что человеческие дофаминовые нейроны обладают улучшенными механизмами защиты от токсичных веществ. Учёные использовали 3D-культуры стволовых клеток, созданные из образцов человека, шимпанзе, орангутана и макаки. Это позволило выявить, что человеческие клетки активнее вырабатывают гены, нейтрализующие повреждающие молекулы. Кроме того, при воздействии пестицида, провоцирующего окислительный стресс, человеческие клетки увеличивали выработку белка BDNF, который способствует росту и восстановлению нейронов. Нейроны шимпанзе не смогли продемонстрировать аналогичную реакцию.

Результаты исследований открывают возможности для разработки новых методов борьбы с заболеваниями, связанными с нарушением работы дофаминовых нейронов, такими как шизофрения, болезнь Паркинсона и другие. Кроме того, понимание защитных механизмов может помочь создавать более эффективные искусственные нейронные сети.

Исследование ещё не прошло экспертную оценку, однако его выводы подчёркивают уникальные адаптационные механизмы человеческого мозга, что в перспективе может способствовать разработке более точных терапий и расширению знаний о происхождении нейродегенеративных заболеваний.