Der dramatischste Unterschied zwischen Menschen und anderen Primaten findet sich im Gehirn, dem primären Organ, das unsere Gehirnzellen produziertSpeziesseine Identität.
Allerdings weisen alle Regionen des menschlichen Gehirns molekulare Signaturen auf, die denen unserer Primatenverwandten sehr ähnlich sind. Einige Regionen enthalten jedoch eindeutig menschliche Muster der Genaktivität, die die Entwicklung des Gehirns kennzeichnen und möglicherweise zu unseren kognitiven Fähigkeiten beitragen, wie eine neue von Yale geleitete Studie herausgefunden hat.
Die umfangreiche Analyse von Gewebe von Menschen, Schimpansen und Affen, die am 23. November in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht wurde, zeigt, dass das menschliche Gehirn nicht nur eine größere Version des Gehirns der Vorfahren von Primaten ist, sondern auch voller deutlicher und überraschender Unterschiede.
„Unser Gehirn ist dreimal größer, hat viel mehr Zellen und damit mehr Rechenleistung als das von Schimpansen oder Affen“, sagte Andre M.M. Sousa, Postdoktorand im Labor des Neurowissenschaftlers Nenad Sestan und Co-Hauptautor der Studie. „Aber es gibt auch deutliche kleine Unterschiede zwischen den Arten in der Art und Weise, wie einzelne Zellen funktionieren und Verbindungen eingehen.“
Trotz Unterschieden in der Gehirngröße fanden die Forscher auffällige Ähnlichkeiten zwischen Primatenarten in der Genexpression in 16 Regionen des Gehirns – sogar im präfrontalen Kortex, dem Sitz des Lernens höherer Ordnung, der Menschen am meisten von anderen Affen unterscheidet. Die Studie zeigte jedoch, dass der einzige Bereich des Gehirns mit der spezifischsten Genexpression für den Menschen das Striatum ist, eine Region, die am häufigsten mit Bewegung in Verbindung gebracht wird.
Deutliche Unterschiede wurden auch innerhalb von Regionen des Gehirns gefunden, sogar im Kleinhirn, einer der evolutionär ältesten Regionen des Gehirns, und weisen daher am wahrscheinlichsten Ähnlichkeiten zwischen den Arten auf. Forscher fanden heraus, dass ein Gen, ZP2, nur im menschlichen Kleinhirn aktiv war – eine Überraschung, sagten die Forscher, da dasselbe Gen mit der Spermienselektion durch menschliche Eizellen in Verbindung gebracht worden sei.
„Wir haben keine Ahnung, was es dort macht“, sagte Ying Zhu, Postdoktorandin in Sestans Labor und Co-Hauptautorin des Artikels.
Zhu und Sousa konzentrierten sich auch auf ein Gen, TH, das an der Produktion von beteiligt istDopamin, ANeurotransmitterEs ist für die Funktion höherer Ordnung von entscheidender Bedeutung und bei Menschen mit Parkinson-Krankheit erschöpft. Sie fanden heraus, dass TH im menschlichen Neocortex und Striatum stark exprimiert wurde, im Neocortex von Schimpansen jedoch nicht vorhanden war.
„Die neokortikale Expression dieses Gens ging höchstwahrscheinlich bei einem gemeinsamen Vorfahren verloren und tauchte in der menschlichen Abstammungslinie wieder auf“, sagte Sousa.
Forscher fanden auch höhere Expressionsniveaus des damit verbundenen Gens METAutismus-Spektrum-Störung, im menschlichen präfrontalen Kortex im Vergleich zu den anderen getesteten Primaten.
Sestan, Professor für Neurowissenschaften, vergleichende Medizin, Genetik und Psychiatrie und Forscher am Kavli Institute of Neuroscience, ist leitender Autor des Artikels.
Die Forschung wurde hauptsächlich vom National Institute of Mental Health finanziert.
Referenz: „Molecular and Celler Reordinah of Neural Circuits in the Human Lineage“ von André M. M. Sousa, ying zhu, Mary Ann Raghnti, Robert R. Kitchen, Marco onorata, Andrew T. mngfeng li, Yuka Imamura Kawassa, Fuchen Liu, Raquel Garcia Perez, Marta Mele, Tiago Carvalho, Mario skarica, Forrest O. Gulden, Mihovil Pletikos, Akemi Shibata, Alexa R. Stephen, Melissa K. Edler, John J. ely, John d. elsworth, Tamas L. Horvath, Patrick R. Hof, Thomas M. Hyde, Joel E. Kleinman, Daniel R. Weinberger, Mark Remers, Richard P. Lifton, Shrikant M. Mane, James P. Noonan, Matthew W. Staat, Hrsg. s. lein, kowles A. Tomas Marques-Bonnett, Chet C. Sherwood, Mark B. Gerstein und Need Sestan, 24. November 2017, Wissenschaft.
DOI: 10.1126/science.aan3456
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