Τι είναι αυτό που κάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο να ξεχωρίζει από αυτόν όλων των άλλων ζώων, συμπεριλαμβανομένων ακόμη και των πιο στενών συγγενών μας από πρωτεύοντα; Σε μια ανάλυση κυτταρικών τύπων στον προμετωπιαίο φλοιό τεσσάρων ειδών πρωτευόντων, οι ερευνητές του Yale εντόπισαν χαρακτηριστικά ειδικά για τα είδη, ιδίως για τον άνθρωπο, αναφέρουν στις 25 Αυγούστου στο περιοδικό Science.
Ανθρώπινος εγκέφαλος
Ανακάλυψαν ότι αυτό που μας κάνει ανθρώπους μπορεί επίσης να μας κάνει ευάλωτους σε νευροψυχιατρικές ασθένειες. Για τη μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν ειδικά τον ραχιαίο προμετωπιαίο φλοιό (dlPFC), μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι μοναδική για τα πρωτεύοντα και απαραίτητη για τη γνωστική λειτουργία υψηλότερης τάξης. Χρησιμοποιώντας μια τεχνική προσδιορισμού αλληλουχίας RNA ενός κυττάρου, προσδιόρισαν τα επίπεδα έκφρασης γονιδίων σε εκατοντάδες χιλιάδες κύτταρα που συλλέχθηκαν από το dlPFC ενήλικων ανθρώπων, χιμπατζήδων, μακάκου και πιθήκων μαρμόζετ.
“Σήμερα, βλέπουμε τον ραχιαίο προμετωπιαίο φλοιό ως το βασικό συστατικό της ανθρώπινης ταυτότητας, αλλά ακόμα δεν γνωρίζουμε τι το κάνει μοναδικό στους ανθρώπους και τι μας διακρίνει από άλλα είδη πρωτευόντων” είπε ο Nenad Sestan, ο καθηγητής Νευροεπιστήμης στο Γέιλ Χάρβεϊ και Κέιτ Cushing, καθηγητής συγκριτικής ιατρικής, γενετικής. και της ψυχιατρικής, και ο κύριος ανώτερος συγγραφέας της εργασίας. “Τώρα έχουμε περισσότερες ενδείξεις”. Για να απαντήσουν σε αυτό, οι ερευνητές ρώτησαν πρώτα εάν υπάρχουν κυτταρικοί τύποι μοναδικά παρόντες σε ανθρώπους ή άλλα αναλυμένα είδη πρωτευόντων πλην του ανθρώπου. Μετά την ομαδοποίηση κυττάρων με παρόμοια προφίλ έκφρασης, αποκάλυψαν 109 κοινούς τύπους κυττάρων πρωτευόντων αλλά και πέντε που δεν ήταν κοινοί σε όλα τα είδη. Αυτά περιελάμβαναν έναν τύπο μικρογλοίας, ή ειδικά για τον εγκέφαλο ανοσοκυττάρου, που υπήρχε μόνο στους ανθρώπους και έναν δεύτερο τύπο που μοιράζονταν μόνο οι άνθρωποι και οι χιμπατζήδες.
Ο ειδικός για τον άνθρωπο τύπο μικρογλοίας υπάρχει καθ’ όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης και της ενηλικίωσης, διαπίστωσαν οι ερευνητές, υποδεικνύοντας ότι τα κύτταρα παίζουν ρόλο στη διατήρηση της συντήρησης του εγκεφάλου παρά στην καταπολέμηση των ασθενειών. “Εμείς οι άνθρωποι ζούμε σε ένα πολύ διαφορετικό περιβάλλον με έναν μοναδικό τρόπο ζωής σε σύγκριση με άλλα είδη πρωτευόντων και τα γλοιακά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένης της μικρογλοίας, είναι πολύ ευαίσθητα σε αυτές τις διαφορές”, είπε ο Sestan. “Ο τύπος μικρογλοίας που βρίσκεται στον ανθρώπινο εγκέφαλο μπορεί να αντιπροσωπεύει μια ανοσολογική απόκριση στο περιβάλλον”.
Μια ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης στη μικρογλοία αποκάλυψε μια άλλη ειδική έκπληξη για τον άνθρωπο – την παρουσία του γονιδίου FOXP2. Αυτή η ανακάλυψη προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον επειδή παραλλαγές του FOXP2 έχουν συνδεθεί με λεκτική δυσπραξία, μια κατάσταση στην οποία οι ασθενείς δυσκολεύονται να παράγουν γλώσσα ή ομιλία. Άλλες μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι το FOXP2 σχετίζεται με άλλες νευροψυχιατρικές ασθένειες, όπως ο αυτισμός, η σχιζοφρένεια και η επιληψία. Ο Sestan και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι αυτό το γονίδιο παρουσιάζει έκφραση ειδική για πρωτεύοντα σε ένα υποσύνολο διεγερτικών νευρώνων και ειδική για τον άνθρωπο έκφραση σε μικρογλοία.
“Το FOXP2 έχει ιντριγκάρει πολλούς επιστήμονες για δεκαετίες, αλλά ακόμα δεν είχαμε ιδέα για το τι το κάνει μοναδικό στους ανθρώπους σε σχέση με άλλα είδη πρωτευόντων”, δήλωσε ο Shaojie Ma, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Sestan και συν-επικεφαλής συγγραφέας. “Είμαστε εξαιρετικά ενθουσιασμένοι με τα ευρήματα του FOXP2 γιατί ανοίγουν νέες κατευθύνσεις στη μελέτη της γλώσσας και των ασθενειών”.