I løpet av de mer enn seks millioner årene siden mennesker og sjimpanser divergerte fra sin felles stamfar, har menneskelige hjerner raskt akkumulert vev som hjelper til med beslutningstaking og selvkontroll. Men de samme regionene er også mest sårbare for nedgang med alderen, antyder en studie 1fant som sammenlignet bilder av sjimpansehjerner med skanninger av menneskelige hjerner.

Tidligere studier har vist at områder av den menneskelige hjernen som modnes sist, for eksempel deler av frontallappen, er de første som viser tegn på aldring 2, en teori kjent som 'sist inn, først ut'. Den siste studien viser at noen av disse regionene som modnes senere og er mest sårbare for aldring, også er de sist utviklet hos mennesker.

Resultatene har en tendens til å støtte den "viktige hypotesen om at vår kortikale ekspansjon har betalt sin pris i aldersrelatert nedgang," sier Rogier Mars, en nevroforsker ved University of Oxford, Storbritannia. Resultatene ble offentliggjort 28. augustVitenskapens fremskrittpublisert.

Tankekort

Forskere laget datadrevne kart over mennesker og sjimpanser (Pan troglodytter) hjerner som bruker ikke-invasiv magnetisk resonanstomografi (MRI) skanninger. De analyserte skanninger fra 189 sjimpanser i alderen 9 til 50 og 480 mennesker i alderen 20 til 74 år.

Totalt sett fant de at de to artenes hjerner generelt var symmetriske på tvers av begge halvkuler og hadde mange lignende klynger av anatomiske strukturer, spesielt i områder av den prefrontale cortex. Denne regionen er involvert i komplekse kognitive funksjoner, som språk, arbeidsminne, tidsoppfatning og beslutningstaking, sier studiemedforfatter Felix Hoffstaedter, en nevroforsker ved Forschungszentrum Jülich som er basert i Bonn, Tyskland. Skader i denne regionen er knyttet til Alzheimers og ulike former for demens, sier han.

Forskerne målte deretter hvor mye grå substans i hjernen som krympet over tid – et tegn på aldring – opp til 50 år hos sjimpanser og opp til tilsvarende alder på 58 hos mennesker. Hos mennesker fant de de største nedgangene i frontal cortex, inkludert prefrontal cortex, mens sjimpanser opplevde de største nedgangene i en sentral struktur involvert i vanedannelse og belønningsrelatert atferd, striatum. Regioner i hjernen relatert til visuell prosessering og motoriske ferdigheter var mindre sårbare for aldring hos begge artene.

Rask vekst

Til slutt vurderte forskerne hvilke områder av den menneskelige hjernen som var mest utvidet sammenlignet med sjimpansehjerner og sammenlignet skanninger av menneskelige og sjimpansehjerner av tilsvarende alder og kjønn. Den raskeste evolusjonære veksten hadde skjedd i områder av den prefrontale cortex - en av regionene som var mest sårbare for aldring. En struktur skjult dypt i hjernen involvert i å behandle følelser og fysiske signaler, kalt insula, viste også rask evolusjonær vekst og økt risiko for aldring.

"Evolusjonært sett er de siste, største endringene," sier Hoffstaedter, "der aldring skjer sterkest."

Forskerne sammenlignet også sjimpanser med olivenbavianer (Papio anubis) og rhesus macaques (Macaca mulatta). Her fant de ingen slik sammenheng mellom områdene i hjernen som opplevde rask evolusjonær ekspansjon og de som gjennomgikk akselerert aldring, noe som tyder på at denne egenskapen kan være unik for utviklingen av den menneskelige hjernen.

Mars sier at det ville være interessant å se på aldersrelaterte endringer utover nedgang i grå substans, inkludert endringer i sammenhenger mellom hjerneregioner og genuttrykk.