Ученые обнаружили удивительный секрет, стоящий за морщинами человеческого мозга
Исследователи выяснили, какие клеточные изменения делают мозг обыкновенных мармозеток маленьким и почти гладким, и получили новые подсказки об эволюции крупного складчатого мозга человека
Короткое резюме
Ученые из Немецкого центра приматов (DPZ) обнаружили клеточные механизмы, объясняющие, почему у обыкновенных мармозеток мозг необычно маленький и почти лишен складок, хотя на ранних стадиях развитие идет сходно с другими приматами. С помощью миниатюрных моделей мозга — органоидов — исследователи сравнили человеческие и мармозеточные нейральные клетки-предшественники и показали, что несколько различий в их поведении снижают производство нейронов. Результаты опубликованы в «Наука Авансы».
Большинство приматов имеют относительно крупный мозг с выраженными извилинами и бороздами, тогда как мозг обыкновенной мармозетки почти полностью гладкий. По словам исследователей, на начале развития мозг мармозетки имеет типичную структуру и состав крупного складчатого мозга приматов, но затем процессы, замедляющие производство нервных клеток, берут верх. Было выявлено не одно, а несколько совместных различий: одни клетки-предшественники делятся значительно медленнее, чем у человека, другие имеют более простое строение с меньшим числом отростков и менее активно размножаются, а общий период быстрого умножения таких клеток у мармозеток короче.
Эти данные помогают понять, как относительно небольшие различия в поведении и сроках развития клеток, строящих мозг, приводят к крупным различиям в размере и складчатости мозга у приматов. Исследование также дает основу для изучения развития человеческого мозга и возможных нарушений этих процессов. Авторы отмечают, что органоиды позволили получить статистически надежные результаты, а ключевые эксперименты затем были повторены на тканях мозга плода; в частности, 50-дневный органоид мармозетки соответствует стадии естественного развития мозга примерно на 90-й день.
Гладкий мозг мармозетки связан со сниженным производством нейронов
Различия в клетках-предшественниках ограничивают число нервных клеток, что способствует меньшему размеру и меньшей складчатости коры
Причина не сводится к одному изменению
Несколько типов клеток-предшественников по-разному влияют на рост мозга: одни делятся медленнее, другие имеют более простую структуру и меньше отростков
У мармозеток короче окно быстрого размножения клеток
По сравнению с человеком у мармозеток меньше общий период, когда клетки-предшественники могут быстро умножаться
Органоиды дали сопоставимую модель развития
50-дневный органоид мозга мармозетки соответствует примерно 90-му дню развития естественного мозга, а результаты были дополнительно проверены на тканях мозга плода
Текст сгенерирован с использованием ИИ
