Vad skiljer den mänskliga hjärnan från andra djur? En ny studie från Yale universitet försökte svara på denna fråga.
I en ny analys identifierade forskare artspecifika – särskilt mänskliga specifika – egenskaper. De fann att det som gör oss mänskliga också kan göra oss mottagliga för neuropsykiatriska sjukdomar.
Forskare tittade främst på dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC). De använde en encellig RNA-sekvenseringsteknik för att profilera genuttrycksnivåer i flera celler samlade från dlPFC från en vuxen människa, schimpans, makak och silkesapa apor.
De såg dlPFC som huvudkomponenten i mänsklig identitet.
Nenad Sestan, professorn i neurovetenskap från Harvey och Kate Cushing vid Yale, professor i jämförande medicin, genetik och psykiatri, sa: "Vi vet inte vad som gör detta unikt hos människor och som skiljer oss från andra primatarter. Nu har vi fler ledtrådar."
Den första frågan som forskarna tog upp var om några celltyper som bara fanns hos människor eller andra icke-mänskliga primatarter de analyserades för att bättre förstå dessa skillnader. Efter att ha grupperat celler med liknande uttrycksprofiler upptäckte de 109 delade primatcelltyper, men de hittade också fem som inte delades av alla arter. Dessa inkluderade två distinkta typer av mikroglia, eller hjärnspecifika immunceller, som endast finns hos människor respektive schimpanser.
Forskare fann också att den mänskliga specifika mikroglia-typen existerar under hela utvecklingen och vuxenlivet. Detta innebär att cellerna spelar en roll för att upprätthålla hjärnans underhåll snarare än att bekämpa sjukdomar.
Sestan sa, "Vi människor lever i en väldigt annorlunda miljö med en unik livsstil jämfört med andra primatarter, och gliaceller, inklusive mikroglia, är mottagliga för dessa skillnader. Den typ av mikroglia som finns hos människan hjärna kan representera ett immunsvar mot miljön."
Ett annat oväntat fynd unikt för människor var FOXP2-genen, som upptäcktes genom att undersöka genuttryck i mikroglia. Detta fynd väckte stort intresse eftersom FOXP2-variationer har kopplats till verbal dyspraxi, en sjukdom där drabbade kämpar för att producera språk eller tal. Enligt andra undersökningar har FOXP2 kopplats till flera neuropsykiatriska störningar, bl.a autism, schizofrenioch epilepsi.
Denna gen uppvisar primatspecifikt uttryck i en undergrupp av excitatoriska neuroner och mänskligt specifikt uttryck i mikroglia.
Shaojie Ma, en postdoktor i Sestans labb och medförfattare, sade, "FOXP2 har fascinerat många forskare i årtionden, men vi hade fortfarande ingen aning om vad som gör det unikt hos människor jämfört med andra primatarter. Vi är oerhört glada över FOXP2-resultaten eftersom de öppnar nya vägar för att studera språk och sjukdomar.”
Tidskriftsreferens:
- Shaojie Ma, Nenad Sestan, et al. Molekylär och cellulär utveckling av primatens dorsolaterala prefrontala cortex. Vetenskap 2022.DOI: 10.1126/science.abo7257
