W ciągu ponad sześciu milionów lat, odkąd ludzie i szympansy oddzielili się od swoich wspólnych przodków, w ludzkich mózgach szybko zgromadziła się tkanka, która pomaga w podejmowaniu decyzji i samokontroli. Badania sugerują jednak, że te same regiony są również najbardziej podatne na upadek wraz z wiekiem 1odkryli, że porównali obrazy mózgów szympansów ze skanami mózgów ludzkich.

Poprzednie badania wykazały, że obszary mózgu ludzkiego, które dojrzewają jako ostatnie, takie jak części płata czołowego, jako pierwsze wykazują oznaki starzenia 2, teorię znaną jako „ostatni na wejściu, pierwszy na wyjściu”. Najnowsze badanie pokazuje, że niektóre z tych regionów, które dojrzewają później i są najbardziej podatne na starzenie, są również regionami, które powstały najpóźniej w organizmie człowieka.

Wyniki wydają się potwierdzać „ważną hipotezę, że ekspansja kory mózgowej zapłaciła swoją cenę w postaci spadku związanego z wiekiem” – mówi Rogier Mars, neurolog z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii. Wyniki ogłoszono 28 sierpniaPostęp naukiopublikowany.

Karty umysłu

Naukowcy stworzyli oparte na danych mapy ludzi i szympansów (Pan troglodyci) mózgów za pomocą nieinwazyjnego rezonansu magnetycznego (MRI). Przeanalizowali skany 189 szympansów w wieku od 9 do 50 lat i 480 ludzi w wieku od 20 do 74 lat.

Ogólnie rzecz biorąc, odkryli, że mózgi obu gatunków były zasadniczo symetryczne na obu półkulach i miały wiele podobnych skupisk struktur anatomicznych, szczególnie w obszarach kory przedczołowej. Region ten bierze udział w złożonych funkcjach poznawczych, takich jak język, pamięć robocza, postrzeganie czasu i podejmowanie decyzji, twierdzi współautor badania Felix Hoffstaedter, neurobiolog zajmujący się dużymi zbiorami danych w Forschungszentrum Jülich z siedzibą w Bonn w Niemczech. Mówi, że szkody w tym regionie są powiązane z chorobą Alzheimera i różnymi postaciami demencji.

Następnie badacze zmierzyli, jak bardzo istota szara w mózgu kurczy się z biegiem czasu – co jest oznaką starzenia – do 50. roku życia u szympansów i do odpowiedniego wieku 58. roku życia u ludzi. U ludzi największe ubytki zaobserwowano w korze czołowej, w tym w korze przedczołowej, natomiast u szympansów największe ubytki w centralnej strukturze odpowiedzialnej za tworzenie nawyków i zachowania związane z nagrodami – prążkowiu. U obu gatunków obszary mózgu związane z przetwarzaniem wzrokowym i zdolnościami motorycznymi były mniej podatne na starzenie się.

Szybki wzrost

Na koniec badacze ocenili, które obszary mózgu ludzkiego są najbardziej rozwinięte w porównaniu z mózgami szympansów, i porównali skany mózgów ludzi i szympansów w tym samym wieku i tej samej płci. Najszybszy rozwój ewolucyjny nastąpił w obszarach kory przedczołowej – jednym z obszarów najbardziej narażonych na starzenie się. Struktura ukryta głęboko w mózgu, zaangażowana w przetwarzanie emocji i sygnałów fizycznych, zwana wyspą, również wykazała szybki rozwój ewolucyjny i zwiększone ryzyko starzenia.

„Z ewolucyjnego punktu widzenia najnowsze, największe zmiany” – mówi Hoffstaedter – „dokonują się tam, gdzie starzenie się zachodzi najsilniej”.

Naukowcy porównali także szympansy z pawianami oliwnymi (Papio Anubis) i makaki rezusy (Mulat Macaca). W tym przypadku nie znaleźli takiego powiązania między obszarami mózgu, które doświadczyły szybkiej ekspansji ewolucyjnej, a tymi, które uległy przyspieszonemu starzeniu, co sugeruje, że ta właściwość może być unikalna dla ewolucji ludzkiego mózgu.

Mars twierdzi, że interesujące byłoby przyjrzenie się zmianom związanym z wiekiem, wykraczającym poza spadek istoty szarej, w tym zmianom w połączeniach między obszarami mózgu i ekspresją genów.