لذلك نمت العقول البشرية: خلايانا تتقن إجهاد الحجم
لذلك نمت العقول البشرية: خلايانا تتقن إجهاد الحجم
طور الأشخاص أدمغة كبيرة بشكل غير متناسب مقارنة بأقاربنا الرئيسيين - لكن هذا الترقية العصبية كان له سعره. اكتشف العلماء الذين يدرسون هذا التسوية ميزات وراثية فريدة توضح كيفية تعامل خلايا الدماغ البشرية مع الإجهاد ، للحفاظ على الدماغ الكبير في الوظيفة. يمكن أن يفتح هذا البحث مقاربات جديدة لفهم الأمراض بشكل أفضل مثل باركنسون والفصام.
البيانات 1 على الخلايا العصبية التي تنتج الدوبامين العصبي. هذا أمر بالغ الأهمية للحركة والتعلم وصنعة العاطفية.
من خلال مقارنة الآلاف من الخلايا العصبية الدوبامين المربى في المختبر ، وجد الباحثون أن الخلايا العصبية الدوبامين البشرية تعبر عن جينات أكثر تعزز نشاط مضادات الأكسدة الضارة من الخلايا العصبية في الرئيسيات الأخرى.
يوضح أندريه سوسا ، عالم الأعصاب في جامعة ويسكونسن ماديسون ، أن النتائج التي لم يتم مراجعتها بعد مراجعة النظراء هي خطوة نحو "فهم تطور الدماغ البشري وجميع الجوانب الإيجابية والسلبية التي ترتبط بها". "من المثير للاهتمام ومهمة معرفة ما هو خاص بالدماغ البشري ، مع إمكانية تطوير علاجات جديدة أو حتى تجنب الأمراض في المستقبل."الخلايا العصبية المجهدة
كيفية أن تؤدي إلى مشاكل في الركبة والظهر وتغيرات LED في بنية الفك والنظام الغذائي لمشاكل الأسنان ، فإن التوسع السريع في الدماغ البشري قد خلق أيضًا تحديات لخلاياه لخلاياها ، كما يقول بوابة الدراسة Alex Alex ، عالم الأعصاب في جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو. "لقد وضعنا الفرضية القائلة بأن عملية مماثلة قد حدثت وأن الخلايا العصبية الدوبامين هذه يمكن أن تمثل مفاصل حساسة."
من خلال عملية التصوير ، أظهر حبوب اللقاح وفريقه أن منطقتين من الدوبامين -يتطلبون من الدماغ أكبر بكثير في البشر أكثر من البشر. يبلغ حجم القشرة الفص الجبهي 18 مرة ومخططها أكبر بسبع مرات تقريبًا. يقول حبوب اللقاح إنومع ذلك ، فإن الناس لا يملكون سوى ضعف عدد الخلايا العصبية الدوبامين مثل أقاربهم الرئيسيين. لذلك يجب أن تستمر هذه الخلايا العصبية في امتدادها وتعمل بجدية أكبر - كل منها تشكل أكثر من مليوني نقشات - في الدماغ البشري الأكبر والأكثر تعقيدًا.
يقول نيناد سيستان ، عالم الأعصاب في جامعة ييل في نيو هافن ، كونيتيكت ،"الخلايا العصبية الدوبامين هي رياضيين حقيقيين". "أنت يتم تنشيطك باستمرار."
لفهم كيفية تكييف الخلايا العصبية الدوبامين البشرية لتلبية متطلبات الدماغ الكبير ، تولد حبوب اللقاح وزملاؤه من هذه الخلايا في المختبر.
قاموا بدمج الخلايا الجذعية-والتي يمكن أن تتطور في العديد من أنواع الخلايا كل ثمانية أشخاص ، وسبعة شمبانزي ، وثلاثة أجهزة مكاكية ومواد أورانغوتان وتربيةها إلى هياكل مصغرة تشبه الدماغ والتي يشار إليها باسم العضوية. بعد 30 يومًا ، بدأت هذه الهياكل في إنتاج الدوبامين وتطحن الدماغ النامي.
ثم استولى الفريق وراثياً على الخلايا العصبية الدوبامين لقياس الجينات التي تم تنشيطها وكيفية تنظيمها.
في تحليل للإنسان والشمبانزي ، وجد الباحثون أن الخلايا العصبية البشرية تعبر عن كميات أعلى من الجينات التي تدير الإجهاد التأكسدي - وهو نوع من تلف الخلايا الناجم عن عملية إنتاج الدوبامين المكثفة للطاقة. هذه الجينات المشفرة بالإنزيمات ، الجزيئات السامة ، وهكذا تسمى أنواع الأكسجين التفاعلية ، والتفكيك والتحييد التي يمكن أن تلحق الضرر بالخلايا.
من أجل دراسة ما إذا كانت الخلايا العصبية الدوبامين البشرية قد تكون قد طورت تفاعلات فريدة للإجهاد ، طبق المؤلفون مبيدات آفات تسببت في الإجهاد التأكسدي على العضو. ووجدوا أن الخلايا العصبية التي تطورت من الخلايا البشرية زادت من إنتاج جزيء يسمى BDNF ، والذي يتم تقليله في الأشخاص الذين يعانون من أمراض التنكس العصبي مثل باركنسون. ومع ذلك ، لم يلاحظ نفس رد الفعل في الشمبانزي.
تعزيز المرونة
يمكن أن يدعم فهم آليات الحماية هذه تطور العلاجات التي تعزز الدفاعات الخلوية للأشخاص الذين يتعرضون لخطر الإصابة باركنسون. "بعض آليات الحماية هذه قد لا تكون متاحة للجميع بسبب الطفرات" ، يوضح سوسا. "هذا يخلق ضعفًا إضافيًا مع هؤلاء الأفراد."
"هناك بعض الهياكل المستهدفة المحتملة التي يمكن أن تكون مثيرة للاهتمام للغاية بالنسبة إلى التوربين ، ثم الزرع في نماذج [الحيوانات] من باركنسون لمعرفة ما إذا كانت تمنح الخلايا العصبية مزيدًا من المرونة" ، كما يقول حبوب اللقاح.
تمثل الأعضاء التي تم فحصها في الدراسة الخلايا العصبية النامية التي تتوافق مع أولئك الموجودين في الجنين ولا تلتقط التعقيد الكامل للخلايا العصبية البالغة. يقول Sousa ، إن الأبحاث المستقبلية يجب أن تحقق في كيفية بقاء آليات الحماية هذه في الإطارات والخلايا العصبية الشيخوخة ، لأن "الأمراض التنكسية التي تؤثر على هذه الخلايا تحدث عادة في أواخر العصر".
-
nolbrant ، S. et al. preprint في biorxiv: Google Scholar