пятница

Познавательное преимущество человека над другими приматами

Расширенное развитие синаптических связей может объяснить наше познавательное преимущество над другими приматами.

Сразу после рождения и в течение первых нескольких лет жизни познавательная способность человека продолжает непрерывно развиваться, впитывать информацию и опыт из окружающей среды. Недавнее исследование, проведенное международной группой специалистов, показало, что познавательные способности человека намного превосходят возможности даже наших ближайших родственников по линии приматов. 

Результаты этого нового исследования были опубликованы в интернете в ежемесячном американском онлайн журнале Genome Research об исследованиях генома. Согласно опубликованным результатам, ученые выявили расширенное развитие синаптических связей в человеческом мозге относительно других приматов. Эти результаты представляют собой определенное открытие, которое проливает новый свет на биологию и эволюцию человеческого познания.

Старшим автором отчета стал доктор Филипп Хайтович (Dr. Philipp Khaitovich), который является исследователем одновременно Китайской академии наук и немецкого Института Макса Планка по эволюционной антропологии. Свой отчет он начал с рассмотрения вопроса о том, почему человек может поглощать экологическую информацию в течение младенчества и детства, а затем развивать свои интеллектуальные навыки. Ведь именно этот признак делает человеческий мозг таким особенным, потому что шимпанзе совсем на обладает такими навыками.

На сегодняшний день ученые предполагают, что шимпанзе разошлись с человеческой линией примерно 4-6 миллионов лет назад, по эволюционным меркам это считается относительно коротким периодом времени. Там не менее, ученые говорят о том, что различие в специализированных социальных и культурных познавательных навыках между людьми и обезьянами шимпанзе остается поразительным. Для современной науки по прежнему остаются неизвестными многие аспекты биологической основы такого различия.

Для того, чтобы ответить на вопрос, Хайтович и международная команда исследователей использовали микрочипы и технологию РНК-секвенирования (определения последовательности РНК) для исследования изменений того, как гены считываются или выражаются в процессе развития послеродового мозга у человека, шимпанзе и макаки. Обезьяны макаки и шимпанзе были выбраны из-за того, что они состоят в более отдаленном родстве среди приматов. Если попытаться определить сроки изменения генов во времени, тогда можно установить развитие человеческого познания в отдельности от других приматов. Группа ученых производила выборку образцов в области префронтальной коры лобной части головного мозга, которая наиболее часто ассоциируется с развитием познания. Также брались образцы в области мозжечка, который рассматривается как самый древний участок мозга, связанный с управлением движением.

Доктор Хайтович объяснил в отчете, что эволюционное исследование человеческого мозга нередко выдает темные результаты, но данная попытка осуществилась даже лучше, чем они ожидали, и указала на конкретный послеродовой процесс развития. Среди всех изменений, связанных с развитием человеческого мозга, ярко выделился один процесс по формированию синапсов между нейронами, то есть синаптогенез. Хайтович объяснил в отчете, что синаптогенез является основой обучения и памяти у развивающегося мозга человека и характеризуется формированием синаптических связей между нейронами в нервной системе человека, укреплением полезных связей, а также устранением бесполезных соединений.

Авторы исследования обнаружили, что пиковое выражение синаптических генов в префронтальной коре головного мозга у людей откладывается в течение первых пяти лет жизни. Это существенно отличается от развития у шимпанзе и макак, у которых схожий процесс происходит только в течение первого года жизни. Так же авторы отметили, что эти специфические изменения наблюдались только в префронтальной коре головного мозга людей, а не в мозжечке.

Доктор Хайтович сказал в отчете, что полученные результаты показывают, что человеческий мозг остается крайне пластичным и восприимчивым к экологическим входным сигналам в течение первых пяти лет жизни человека. По мнению Хайтович, это исследованием помогает раскрыть один из важнейших механизмов, потенциально участвующий в эволюции человеческого познания.

Свой вклад в это исследование внесли ученые из Академии наук Китая (Шанхай, Китай), Института Макса Планка по эволюционной антропологии (Лейпциг, Германия), Высшей школы Китайской академии наук (Пекин, Китай), Университета Ла Троб (Мельбурн, Австралия), центра молекулярной медицины Макса Дельбрюк (Берлин-Бух, Германия) и Института Макса Планка по молекулярной генетике (Берлин, Германия).

Данная работа была осуществлена при поддержке Министерства науки и техники Народной Республики Китая, Академии наук Китая, Шанхайского института биологических наук, Национального научного фонда Китая, китайской национальной программы фундаментальных исследований "Программа 973", программы "Сто талантов" из Китайской академии наук, немецкого общества Макса Планка и федерального министерства образования и научных исследований Германии.

Ссылки

Genome Research journal home page http://genome.cshlp.org/