In de ruim zes miljoen jaar sinds mensen en chimpansees zich van hun gemeenschappelijke voorouder hebben afgescheiden, hebben de menselijke hersenen snel weefsel verzameld dat helpt bij het nemen van beslissingen en bij zelfbeheersing. Maar deze zelfde regio’s zijn ook het meest kwetsbaar voor achteruitgang naarmate de leeftijd vordert, suggereert een onderzoek 1ontdekte dat afbeeldingen van chimpanseehersenen werden vergeleken met scans van menselijke hersenen.

Eerdere studies hebben aangetoond dat delen van het menselijk brein die het laatst volwassen worden, zoals delen van de frontale kwab, de eerste tekenen van veroudering vertonen 2, een theorie die bekend staat als 'last in, first out'. Uit de laatste studie blijkt dat sommige van deze regio's die later volwassen worden en het meest kwetsbaar zijn voor veroudering, ook de meest recentelijk ontwikkelde regio's bij de mens zijn.

De resultaten lijken de “belangrijke hypothese te ondersteunen dat onze corticale expansie zijn prijs heeft betaald in leeftijdsgerelateerde achteruitgang”, zegt Rogier Mars, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Oxford, VK. De uitslag werd op 28 augustus bekend gemaaktWetenschappelijke vooruitganggepubliceerd.

Mindkaarten

Onderzoekers hebben datagestuurde kaarten gemaakt van mensen en chimpansees (Panholbewoners) hersenen met behulp van niet-invasieve MRI-scans (Magnetic Resonance Imaging). Ze analyseerden scans van 189 chimpansees van 9 tot 50 jaar en 480 mensen van 20 tot 74 jaar.

Over het geheel genomen ontdekten ze dat de hersenen van de twee soorten over het algemeen symmetrisch waren over beide hersenhelften en veel vergelijkbare clusters van anatomische structuren hadden, vooral in gebieden van de prefrontale cortex. Deze regio is betrokken bij complexe cognitieve functies, zoals taal, werkgeheugen, tijdsperceptie en besluitvorming, zegt co-auteur Felix Hoffstaedter, een big data-neurowetenschapper bij Forschungszentrum Jülich, gevestigd in Bonn, Duitsland. Schade in deze regio houdt verband met de ziekte van Alzheimer en verschillende vormen van dementie, zegt hij.

Vervolgens maten de onderzoekers hoeveel grijze stof in de hersenen in de loop van de tijd kromp – een teken van veroudering – tot de leeftijd van 50 jaar bij chimpansees en tot de overeenkomstige leeftijd van 58 jaar bij mensen. Bij mensen vonden ze de grootste achteruitgang in de frontale cortex, inclusief de prefrontale cortex, terwijl chimpansees de grootste achteruitgang ervoeren in een centrale structuur die betrokken is bij gewoontevorming en beloningsgerelateerd gedrag, het striatum. Hersengebieden die verband houden met visuele verwerking en motorische vaardigheden waren bij beide soorten minder kwetsbaar voor veroudering.

Snelle groei

Ten slotte beoordeelden de onderzoekers welke gebieden van het menselijk brein het meest uitgebreid waren in vergelijking met die van chimpansees, en vergeleken ze scans van menselijke en chimpanseehersenen van dezelfde leeftijd en hetzelfde geslacht. De snelste evolutionaire groei had plaatsgevonden in gebieden van de prefrontale cortex – een van de regio’s die het meest kwetsbaar zijn voor veroudering. Een diep in de hersenen verborgen structuur die betrokken is bij het verwerken van emoties en fysieke signalen, de insula genaamd, vertoonde ook een snelle evolutionaire groei en een verhoogd risico op veroudering.

‘Evolutionair gesproken vinden de meest recente en grootste veranderingen plaats waar veroudering het sterkst voorkomt,’ zegt Hoffstaedter.

De onderzoekers vergeleken chimpansees ook met olijfbavianen (Papio anubis) en resusapen (Macaca-mulatta). Hier vonden ze niet zo'n verband tussen de hersengebieden die een snelle evolutionaire expansie doormaakten en de hersengebieden die een versnelde veroudering ondergingen, wat suggereert dat deze eigenschap uniek kan zijn voor de evolutie van het menselijk brein.

Mars zegt dat het interessant zou zijn om te kijken naar leeftijdsgebonden veranderingen die verder gaan dan de afname van de grijze massa, inclusief veranderingen in verbindingen tussen hersengebieden en genexpressies.