आधुनिक मनुष्य को क्या अद्वितीय बनाता है? हमारे निकटतम रिश्तेदारों, निएंडरथल्स के साथ तुलना, इसलिए आकर्षक अंतर्दृष्टि प्रदान करती है। माना जाता है कि मानव संज्ञान के विकास के लिए मुख्य स्पष्टीकरणों में से एक मस्तिष्क के आकार में वृद्धि और मस्तिष्क के विकास के दौरान न्यूरॉन उत्पादन में वृद्धि हुई है।
निएंडरथल दिमाग आकार में आधुनिक मनुष्यों के समान थे लेकिन आकार में भिन्न थे। हम जीवाश्मों से यह नहीं बता सकते हैं कि निएंडरथल मस्तिष्क मस्तिष्क की परतों के कार्य या संगठन में कैसे भिन्न हो सकते हैं, जैसे कि नियोकोर्टेक्स।
से वैज्ञानिकों मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ड्रेसडेन में मॉलिक्यूलर सेल बायोलॉजी एंड जेनेटिक्स (एमपीआई-सीबीजी) ने अब बेसल रेडियल ग्लिया के उत्पादन पर ट्रांसकेटोलेस-जैसे 1 (टीकेटीएल 1) प्रोटीन में एक एकल अमीनो एसिड परिवर्तन के प्रभाव का विश्लेषण किया है, जो वर्कहॉर्स बहुत अधिक नियोकोर्टेक्स उत्पन्न करते हैं। . उन्होंने पाया कि प्रोटीन TKTL1 का आधुनिक मानव संस्करण, जो निएंडरथल संस्करण से केवल एक अमीनो एसिड से भिन्न होता है, एक प्रकार की मस्तिष्क पूर्वज कोशिकाओं को बढ़ाता है, जिसे बेसल रेडियल ग्लिया कहा जाता है, आधुनिक में मानव मस्तिष्क.
कई संज्ञानात्मक कार्यों के लिए आवश्यक मस्तिष्क के एक क्षेत्र, बढ़ते हुए नियोकोर्टेक्स में अधिकांश न्यूरॉन्स, बेसल रेडियल ग्लियल कोशिकाओं द्वारा निर्मित होते हैं। वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला है कि TKTL1 में यह एकल मानव-विशिष्ट अमीनो एसिड प्रतिस्थापन निएंडरथल्स की तुलना में आधुनिक मनुष्यों में नियोकार्टेक्स के विकासशील ललाट लोब में एक उच्च न्यूरॉन उत्पादन को रेखांकित करता है क्योंकि TKTL1 गतिविधि विशेष रूप से भ्रूण के मानव मस्तिष्क के ललाट लोब में अधिक होती है।
ड्रेसडेन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर सेल बायोलॉजी एंड जेनेटिक्स (एमपीआई-सीबीजी) के संस्थापक निदेशकों में से एक, वाईलैंड हटनर के शोध समूह का नवीनतम अध्ययन मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट के निदेशक स्वंते पाबो के सहयोग से किया गया था। लीपज़िग में विकासवादी नृविज्ञान के लिए, और विश्वविद्यालय अस्पताल ड्रेसडेन और उनके सहयोगियों के पॉलीन विम्बरगर।
वैज्ञानिकों ने मुख्य रूप से इस पर ध्यान केंद्रित किया: प्रोटीन ट्रांसकेटोलेस-लाइक 1 (TKTL1)। आधुनिक मनुष्यों में, TKTL1 में प्रश्न में अनुक्रम की स्थिति में एक arginine होता है, जबकि Neandertal TKTL1 में संबंधित अमीनो एसिड लाइसिन होता है। भ्रूण के मानव नियोकोर्टेक्स में, TKTL1 नियोकोर्टिकल पूर्वज कोशिकाओं में पाया जाता है, वे कोशिकाएं जिनसे सभी कॉर्टिकल न्यूरॉन्स निकलते हैं। विशेष रूप से, TKTL1 का स्तर ललाट लोब के पूर्वज कोशिकाओं में उच्चतम है।
वैज्ञानिकों ने नियोकोर्टेक्स विकास के लिए इस एक अमीनो एसिड परिवर्तन के महत्व का पता लगाया। उन्होंने या तो आधुनिक मानव या TKTL1 के निएंडरथल संस्करण को माउस भ्रूण के नियोकोर्टेक्स में पेश किया।
उन्होंने देखा कि बेसल रेडियल ग्लियल कोशिकाएं, नियोकोर्टिकल पूर्वजों के प्रकार को बड़े मस्तिष्क के लिए प्रेरक शक्ति माना जाता है, टीकेटीएल 1 के आधुनिक मानव संस्करण के साथ बढ़ी, लेकिन निएंडरथल संस्करण के साथ नहीं। नतीजतन, आधुनिक मानव TKTL1 के साथ माउस भ्रूण के दिमाग में अधिक न्यूरॉन्स होते हैं।
शोधकर्ताओं ने आगे देखा कि ये प्रभाव के लिए कितने महत्वपूर्ण थे मानव मस्तिष्क का विकास. इसे प्राप्त करने के लिए, उन्होंने इस्तेमाल किया मानव मस्तिष्क के अंग-लघु अंग जैसी संरचनाएं जो प्रयोगशाला में सेल संस्कृति व्यंजनों में मानव स्टेम कोशिकाओं से उगाई जा सकती हैं और प्रारंभिक मानव मस्तिष्क के विकास के नकल पहलुओं- निएंडरथल टीकेटीएल 1 की लाइसिन विशेषता के लिए आधुनिक मानव टीकेटीएल 1 में आर्गिनिन को स्वैप करने के लिए।
एनेलिन पिंसन ने कहा, "हमने पाया कि टीकेटीएल 1 में निएंडरथल-प्रकार के एमिनो एसिड के साथ, आधुनिक मानव-प्रकार की तुलना में कम बेसल रेडियल ग्लियल कोशिकाओं का उत्पादन किया गया था और परिणामस्वरूप, कम न्यूरॉन्स भी। इससे हमें पता चलता है कि भले ही हम नहीं जानते कि निएंडरथल मस्तिष्क में कितने न्यूरॉन्स थे, हम यह मान सकते हैं कि आधुनिक मनुष्यों के मस्तिष्क के ललाट लोब में अधिक न्यूरॉन्स होते हैं, जहां TKTL1 गतिविधि निएंडरथल की तुलना में सबसे अधिक है।
वैज्ञानिकों ने यह भी पाया कि आधुनिक मानव TKTL1 चयापचय परिवर्तनों के माध्यम से कार्य करता है, विशेष रूप से पेंटोस फॉस्फेट मार्ग को उत्तेजित करता है जिसके बाद फैटी एसिड संश्लेषण में वृद्धि होती है। इस तरह, आधुनिक मानव TKTL1 को बेसल रेडियल ग्लियल कोशिकाओं की लंबी प्रक्रिया उत्पन्न करने के लिए आवश्यक विशिष्ट झिल्ली लिपिड के संश्लेषण को बढ़ाने के लिए माना जाता है जो उनके प्रसार को उत्तेजित करता है और इसलिए, न्यूरॉन उत्पादन को बढ़ाता है।
अध्ययन की निगरानी करने वाले वीलैंड हटनर ने कहा, "इस अध्ययन का तात्पर्य है कि भ्रूण के विकास के दौरान नियोकार्टेक्स में न्यूरॉन्स का उत्पादन आधुनिक मनुष्यों में निएंडरथल्स की तुलना में अधिक है, विशेष रूप से फ्रंटल लोब में। यह अनुमान लगाना आकर्षक है कि इसने ललाट लोब से जुड़ी आधुनिक मानव संज्ञानात्मक क्षमताओं को बढ़ावा दिया। ”
जर्नल संदर्भ:
- एनेलिन पिंसन, लेई जिंग, ताकाशी नंबा, नेरियो कालेबिक, जुला पीटर्स, एट अल। मानव TKTL1 निएंडरथल्स की तुलना में आधुनिक मनुष्यों के ललाट नियोकोर्टेक्स में अधिक न्यूरोजेनेसिस का तात्पर्य है", विज्ञान. 09. सितंबर 2022 डीओआई: 10.1126/विज्ञान.abl6422
