Գիտնականները տարիներ շարունակ փորձում են հասկանալ, թե ինչպես է էվոլյուցիան յուրահատուկ դարձրել մարդկային ուղեղը: Մարդկանց եւ կենդանիների անատոմիայի կամ նույնիսկ գենոմիների համեմատությունը քիչ բան է բացահայտում գենետիկակայի եւ զարգացման փոփոխությունների մասին, որոնց ճանապարհով անցել է մարդու ուղեղը:

 

Նոր գործիքներ

Գենետիկները որոշ հիմնաքարային տարբերություններ են առանձնացրել մարդու եւ կապիկի գեներում (մասնավորապես` FOXP2 գենի տարբերակը), որոնք թույլ են տալիս որոշակի բացատրություններ ձեւակերպել: Բայց, թե կոնկրետ ինչպես են այդպիսի գեներն ազդում ուղեղի զարգացման վրա եւ ինչպես են այն տանում էվոլյուցիայի, մեծամասամբ գաղտնիք է:

«Երկար տարիներ աշխատելով ավանդական գործիքներով մի քիչ հիասթափված էինք»,- ասել է Մաքս Պլանկի անվան հոգելեզվաբանության ինստիտուտի ղեկավար Սայմոն Ֆիշերը, գրում է Sciencemag-ը:

Այժմ հետազոտողները նոր գործիքներ են զարգացնում, որոնք կօգնեն հասկանալ ուղեղի յուրահատուկ հատկանիշների հետեւում գտնվող մոլեկուլային մեխանիզմները: Նրանք խոշորացրել են ուղեղի մեկ բջջում արտահայտված գեները` հասկանալու համար, թե որ գեներն են խթանում կապերը գլխուղեղի խորը հատվածներում:

 

Գիտնականները փորձարկում են ուղեղի «օրգանոիդները»` լաբորատորիայում աճեցված հյուսվածքային փոքրիկ կառուցվածքները` հասկանալու համար, թե մոլեկուլային ինչ մեխանիզմներ են կառավարում մարդու ուղեղը եւ դրա աճը:

«Այժմ ունենք այն նոր գործիքները, որոնք կօգնեն հասկանալ, թե որ գեներն են կարեւոր»,- ասել է Սայմոն Ֆիշերը:

Հիշողություն, ուշադրություն, լեզու եւ մտածողություն

Քննարկումների մեծ մասը կենտրոնացած է գլխուղեղի կորտեքսի զարգացման վրա. դա այն արտաքին բարակ շերտն է, որը ձեւավորում է ավելի բարձր ճանաչողական գործառույթներ` հիշողություն, ուշադրություն, լեզու եւ մտածողություն:

Դրեզդենի Մաքս Պլանկի Մոլեկուլյար բջիջների կենսաբանության եւ գենետիկայի ինստիտուտի (MPI-CBG) մոլեկուլային բջիջների կենսաբան եւ նյարդաբույժ Վիլանդ Հանթները բացատրել է, որ աճեցված ուղեղի օրգանոիդները՝ հյուսվածքի փոքրիկ կտորները, զարգացնում են սաղմի ուղեղի նման: Հետազոտողները մարդկանց եւ կենդանիների արյան սպիտակուցները համակցել են ցողունային բջիջների հետ, որոնցից էլ աճել են օրգանոիդները: Դրանք զարգանում են մի քանի շաբաթվա, երբեմն` մեկ տարվա ընթացքում, ինչը հետազոտողներին թույլ է տալիս համեմատել աճն ու առաջացող տեսակների միջեւ գտնել տարբերությունները:

 

Կենդանիների եւ մարդկանց օրգանոիդները նույն եղանակով են աճեցվել, բոլորը ձեւավորվել են նույն տեսակի ցողունային բջիջներում, որոնք առաջացնում են «նախածին» բջիջներ, որոնք, իրենց հերթին, կիսվում են նյարդաբջիջների եւ ստեղծում ուղեղի հյուսվածքի վեց շերտ: Երբ հետազոտողները փորձել են դիտել, թե ինչպես են զարգանում օրգանոիդները, պարզել են, որ մարդու բջիջները, կարծես, ավելի շատ ժամանակ են պահանջում կիսվելու փուլում:

Ուղեղի միացման ցանցը

Հետազոտողների մի մասն էլ փորձում է բացահայտել մարդու ուղեղի միացման ցանցը: Հարվարդի բժշկական դպրոցի նյարդաբան Ֆեննա Կրիենենը, օգտագործելով 100 մարդու ֆունկցիոնալ մագնիսա-ռեզոնանսային տոմոգրաֆիայի (fMRI) արդյունքները, ցույց է տվել, որ մարդկային ուղեղի խոռոչում հսկայական հեռավորությունների վրա սինապտիկ կապեր է ստեղծում: 

Նա իր գործընկերների հետ առաջ է քաշել հիպոթեզ, ըստ որի մարդու գլխուղեղի խոռոչը էվոլյուցիայի ընթացքում ընդլայնվել է եւ վերակազմավորվել՝ ապահովելու համար տարբեր հատվածներում ավելի բարդ կապերի հաստատումը: Նրանք նաեւ եկել են այն եզրակացության, որ 19 գեներ միացվում են այն նույն հիմքով, ինչ  ուղեղի կորտային կապերը, եւ այդ գեները, ըստ նրանց, էվոլյուցիայի ընթացքում՝ ավելի ուշ են ակտիվացել: Այժմ գիտնականներն աշխատում են այս արդյունքները հստակեցնելու ուղղությամբ:

Պատրաստել է Մարի Թարյանը