Yurii Mongol
0 
3219
188
Neanderthalii s-au stins acum aproximativ 40.000 de ani, dar, datorită științei de ultimă oră, există acum un laborator din California, care are vase petri umplute cu versiuni de mărimea bobului de creier.
De ce cercetătorii cultivă și studiază aceste miniere? Motivul, spun ei, este că aceste mici baloane neuronale pot dezvălui de ce neanderthalii au dispărut și Homo sapiens a continuat să cucerească o mare parte a planetei.
"Neanderthalii sunt fascinanti pentru ca au impartasit Pamantul cu noi, iar acum exista dovezi genetice pe care le-am crescut de fapt", a declarat liderul studiului, Alysson Muotri, director al Programului pentru celule stem ale Universitatii din California, San Diego (UCSD). [11 Piese de caroserie cultivate în laborator]
Poate că diferențele genetice dintre creierul neanderthal și uman explică dispariția lor și succesul nostru, a spus Muotri. Cu alte cuvinte, este posibil ca oamenii să fi înregistrat progrese tehnologice mari, deoarece avem rețele neuronale sofisticate, în timp ce neandertalienii nu au reușit.
Muotri a prezentat cercetarea, care încă a fost publicată într-un jurnal revizuit de la egal la egal, la o conferință UCSD numită Imaginație și origini umane pe 1 iunie.
Construirea unui creier
Pentru a investiga, Muotri și colegii săi au comparat genomul neanderthalilor (extras anterior din oasele fosile și secvențiat de alți cercetători) cu cel al oamenilor moderni. Din cele 200 de gene candidate care au arătat diferențe semnificative între cele două specii, cercetătorii au decis să se concentreze pe doar una: un regulator de expresie a genelor master cunoscut sub numele de NOVA1.
NOVA1 este foarte exprimat în timpul neurodezvoltării și a fost legat de afecțiuni neuronale, precum autismul și schizofrenia, a spus Muotri. Gena NOVA1 este remarcabil de asemănătoare la oameni și neandertali - doar o singură pereche de baze (sau pereche de „litere” de ADN) este diferită între cele două.
Oamenii de știință au crescut deja în laborator mini organe umane, cunoscute sub numele de organoizi. Pentru a dezvolta creierele neandertale mini (pe care cercetătorii le-au numit în mod ludic Neanderoizi), au folosit instrumentul de editare a genelor cunoscut sub numele de CRISPR pentru a „neandertala” celulele stem pluripotente umane sau celule imature care se pot dezvolta în orice celulă din corp, a spus Muotri..
Apoi, folosind protocolul lor intern, "am coaxat celulele stem pentru a deveni un organoid cerebral", un proces care durează între șase și opt luni, a spus Muotri. Acum pe deplin crescut, Neanderoizii măsoară aproximativ 0,2 inci (0,5 centimetri) ca dimensiune, „astfel încât să îi puteți vedea cu ochiul liber odată ce sunt maturi”, a spus el.
Creierele mini nu pot crește pentru că nu sunt vascularizate, ceea ce înseamnă că nu au un aport de sânge. Mai degrabă, mini-celulele creierului (există până la 400.000 pe creier) primesc substanțe nutritive prin difuzie.
"Este posibil ca în viitor să putem crește un organoid mai mare", a spus Muotri. "Lucrăm la acest lucru prin crearea de vase de sânge artificiale bio-imprimate în interiorul lor."
Diferențe accentuate
Creierele de laborator uman sunt în general rotunde, dar neanderoizii nu au fost. În schimb, mini-creierele de Neanderthal aveau structuri tubulare alungite care le ofereau o formă asemănătoare popcornului ", a spus Muotri.
Unele dintre celulele neanderoide au migrat mai rapid de la sursă în timpul dezvoltării, ceea ce ar putea explica formarea neobișnuită de floricele, a menționat el. [Imagini 3D: Explorarea creierului uman]
Mai mult, Muotri a adăugat că neanderoizii nu aveau la fel de multe conexiuni sinaptice sau conexiuni între neuroni și că au modificat rețelele neuronale. Aceste caracteristici arată similar cu creierele mini umane crescute de la persoane cu autism, a spus el. Cu toate acestea, este greu de spus ce înseamnă această asemănare, dacă este ceva, a spus el.
„O corelație nu înseamnă că sunt similare”, a spus Muotri. „Nu putem face speculații despre acest lucru în această etapă”.
Cu toate acestea, cercetarea este încă în fazele incipiente și este important de reținut că proiectul are câteva limitări, a spus Svante Pääbo, directorul Institutului Max Planck pentru Antropologie Evoluționară din Leipzig, Germania, care nu a fost implicat în cercetare.
"Organoizii sunt departe de a ne putea spune cum funcționează creierele adulților", a spus Pääbo pentru revista Science. El și colegii săi lucrează, de asemenea, la crearea unor creiere de neanderthal mini, iar metoda poate introduce uneori mutații neintenționate, a spus Pääbo.
Chiar și așa, cu experimente controlate „Sunt destul de sperat că vom depăși aceste îndoieli”, a spus Pääbo pentru revista Science, adăugând că speră să compare neanderoizii cu mini creierul creat din cimpanzeu sau celule umane.
Ce urmeaza
Echipa lui Muotri se confruntă acum cu o altă provocare de tip sci-fi. Ei au conceput o modalitate pentru roboți pentru a măsura semnalele electrice ale creierului trimise de mini creierele umane. Prin conectarea roboților cu mini creierul, ei speră să creeze o „buclă de feedback de învățare” care să ajute creierul să direcționeze robotul să exploreze împrejurimile sale.
"În cele din urmă, vrem să comparăm organoidul neanderthalizat [cu robotul] pentru a testa capacitatea sa de a învăța", a spus Muotri.
În total, cercetarea organoidă poate dezvălui care variante genetice sunt pivot pentru succesul uman. "Făcând acest lucru în mod sistematic, vom afla care sunt modificările genetice care ne-au făcut uman unic și de ce au fost selectați pozitiv", a spus Muotri.
Articolul original pe .