Wat maakt het menselijk brein anders dan andere dieren? Een nieuwe studie van Yale universiteit begonnen om deze vraag te beantwoorden.
In een nieuwe analyse identificeerden wetenschappers soortspecifieke — met name mensspecifieke — kenmerken. Ze ontdekten dat wat ons menselijk maakt ons ook vatbaar kan maken voor: neuropsychiatrische ziekten.
Wetenschappers keken vooral naar de dorsolaterale prefrontale cortex (dlPFC). Ze gebruikten een eencellige RNA-sequencingtechniek om genexpressieniveaus te profileren in verschillende cellen verzameld uit de dlPFC van een volwassen mens, chimpansee, makaken en zijdeaapjes.
Ze zagen dlPFC als het belangrijkste onderdeel van de menselijke identiteit.
Nenad Sestan, de Harvey en Kate Cushing hoogleraar neurowetenschappen aan Yale, hoogleraar vergelijkende geneeskunde, genetica en psychiatrie, zei: “We weten niet wat dit uniek maakt bij de mens en ons onderscheidt van andere primatensoorten. Nu hebben we meer aanwijzingen.”
De eerste vraag die wetenschappers beantwoordden, was of er celtypen waren die alleen bij mensen werden gevonden of bij de andere niet-menselijke primatensoorten, ze werden geanalyseerd om deze verschillen beter te begrijpen. Na het groeperen van cellen met vergelijkbare expressieprofielen, ontdekten ze 109 gedeelde celtypen van primaten, maar ze vonden er ook vijf die niet door alle soorten werden gedeeld. Deze omvatten twee verschillende soorten microglia, of hersenspecifieke immuuncellen, die alleen bij mensen en chimpansees worden aangetroffen.
Wetenschappers ontdekten ook dat het mens-specifieke microglia-type bestaat tijdens de ontwikkeling en de volwassenheid. Dit betekent dat de cellen een rol spelen bij het in stand houden van de hersenen in plaats van het bestrijden van ziekten.
Sestan zei, “Wij mensen leven in een heel andere omgeving met een unieke levensstijl in vergelijking met andere primatensoorten, en gliacellen, waaronder microglia, zijn vatbaar voor deze verschillen. Het type microglia dat bij de mens wordt aangetroffen hersenen zou een immuunrespons op de omgeving kunnen vertegenwoordigen.”
Een andere onverwachte bevinding die uniek is voor mensen, was het FOXP2-gen, dat werd ontdekt door genexpressie in de microglia te onderzoeken. Deze bevinding wekte veel belangstelling omdat FOXP2-variaties in verband zijn gebracht met verbale dyspraxie, een aandoening waarbij patiënten moeite hebben om taal of spraak. Volgens andere onderzoeken is FOXP2 in verband gebracht met verschillende neuropsychiatrische stoornissen, waaronder: autisme, schizofrenie en epilepsie.
Dit gen vertoont primaat-specifieke expressie in een subset van excitatory neuronen en mensspecifieke expressie in microglia.
Shaojie Ma, een postdoctoraal medewerker in het laboratorium van Sestan en co-hoofdauteur, zei, “FOXP2 intrigeert al tientallen jaren veel wetenschappers, maar we hadden nog steeds geen idee wat het uniek maakt bij mensen versus andere soorten primaten. We zijn enorm enthousiast over de bevindingen van FOXP2 omdat ze nieuwe wegen openen bij het bestuderen van taal en ziekten.”
Journal Reference:
- Shaojie Ma, Nenad Sestan, et al. Moleculaire en cellulaire evolutie van de dorsolaterale prefrontale cortex van primaten. Wetenschap 2022.DOI: 10.1126/wetenschap.abo7257
