Nova studija otkriva kako rijetki neuronski tipovi i brza evolucija ljudskog mozga utječu na kognitivne sposobnosti i povećanu osjetljivost na autizam.
Iako ljudi često sebe vide kao vrhunac evolucije, stvarnost je puno šarenija – mnoge životinje imaju sposobnosti koje mi nemamo. Ne možemo tkati mreže, letjeti, disati pod vodom, proizvoditi otrov ili se ljuljati po drveću.
No, naš mozak jest jedinstveno složen i moćan organ. Kompleksan jezik, detaljno planiranje, duboka empatija i bogata kultura samo su neki od rezultata koje nam je omogućila ova struktura.
Naše neurološke sposobnosti davale su evolucijske prednosti – omogućile su ljudima širenje po cijelom svijetu i prilagodbu različitim okolišima. Nova studija, objavljena u časopisu Molecular Biology and Evolution, pokazuje da upravo složena struktura mozga, i brzina kojom su se neki njegovi dijelovi razvijali, može biti razlog zašto je autizam čest kod ljudi.
Mozak ljudi i životinja: nismo toliko različiti
Znanstvenici su pomoću sekvenciranja RNA na razini pojedinačnih stanica otkrili da mišji mozak sadrži najmanje 49 različitih tipova stanica.
Iznenađujuće, ljudski mozak nema tipove stanica koji su specifični samo za nas. Koristimo istu zbirku stanica kao glodavci.
To znači da razlike između ljudskog i drugih mozga ne proizlaze iz specijaliziranih stanica, nego iz načina na koje su povezane i koliko su aktivni pojedini geni unutar svake stanice. Drugim riječima, stanice su iste, ali način njihove “komunikacije” i funkcionalnost čine razliku.
Brza evolucija i njen značaj
Znanstvenici su primijetili da neki proteini evoluiraju brže od drugih. Neki proteini kod miševa gotovo su identični ljudskim, dok su drugi toliko različiti da se čini da nisu povezani.
Brzina promjena proteina ovisi o njegovoj prisutnosti u tijelu: proteini rašireni i aktivni u cijelom tijelu mijenjaju se sporo, dok rjeđi proteini imaju veću slobodu i mogu se brže prilagođavati.
Autori studije postavili su pitanje vrijedi li isto pravilo i za tipove moždanih stanica? Rijetki tipovi stanica mogli bi imati najveću slobodu za evoluciju, a u ljudima je ta sloboda mogla rezultirati iznimnim kognitivnim sposobnostima i povećanom osjetljivošću na autizam.
Autizam – isključivo ljudska pojava?
Prethodna istraživanja pokazala su da geni povezani s autizmom često pripadaju ljudskim ubrzanim regijama (HARs) genoma – dijelovima genoma koji su kod drugih sisavaca očuvani, a kod ljudi su se razvili relativno brzo.
Iako tipovi moždanih stanica kod miševa i ljudi izgledaju identično, ekspresija gena unutar njih razlikuje se. Stanice mogu izgledati isto i obavljati sličnu funkciju, ali njihova aktivnost i “programi” unutar stanice mogu biti vrlo različiti.
Novi uvidi u evoluciju mozga
Istraživači su otkrili da što je tip stanice brojniji, to je njegova ekspresija gena sličnija među sisavcima. Rjeđi tipovi stanica pokazuju veće razlike u ekspresiji gena među vrstama.
Posebno su zanimljivi L2/3 IT neuroni, koji su se razvijali neočekivano brzo u ljudskoj liniji u odnosu na ostale primate. U tim neuronima zabilježeno je i smanjenje aktivnosti gena povezanih s autizmom.
Layer 2/3 intratelencephalic ekscitatorni neuroni ključni su za procesiranje višeg reda u korteksu. Formiraju dugodometne veze između različitih dijelova mozga, integriraju informacije i podržavaju kompleksnu kogniciju – poput apstraktnog rezoniranja, socijalne kognicije i jezika – objašnjava Dr. Luke Barr, neurolog i glavni medicinski direktor u SensIQ-u.
Problemi u razvoju ili funkcioniranju ovih neurona mogu utjecati na koordinaciju informacija u mozgu, što bi moglo biti povezano s autizmom.
Autori studije zaključuju da je rapidna evolucija ljudskog mozga mogla povećati vjerojatnost autizma. Barr dodaje da ideja da autizam može predstavljati evolucijski kompromis nije nerealna: osobine koje čine ljudsku kogniciju iznimnom kao što su poboljšana povezanost i ekspanzija korteksa, mogu istovremeno uvoditi ranjivosti.
Energetski zahtjevi mozga
Dr. John Jay Gargus, profesor medicinske genetike i genomike na Sveučilištu Kalifornija, Irvine, ističe važnu ulogu energije u razvoju mozga. Mozak čini samo 2% tjelesne težine, ali troši oko 20% energije.
Brzi rast mozga tijekom evolucije povećao je energetske potrebe, što može objasniti osjetljivost na poremećaje poput autizma. Gargus smatra da autizam ne proizlazi iz same evolucije, već da velike energetske potrebe mozga tijekom razvoja čine organizam osjetljivijim: čak i manji poremećaji u mitohondrijima mogu “naglasiti” razvojne uvjete koji vode prema autizmu.
Što ovo znači za budućnost istraživanja
Ova studija naglašava da autizam možda nije klasični poremećaj, već neurorazvojna varijacija povezana s načinom na koji naš mozak omogućuje jedinstvene ljudske sposobnosti.
Znanstvenici vjeruju da daljnja istraživanja o tome kako se specijalizirani neuroni razvijaju, komuniciraju i prilagođavaju u tipičnim i atipičnim mozgovima, mogu pomoći u razumijevanju autizma i dovesti do novih ciljanih terapija, farmakoloških ili bihevioralnih, koje podržavaju funkcionalnu integraciju korteksa.
Sve u svemu, evolucijska perspektiva pruža vrijedan uvid u kompleksnost ljudskog mozga i način na koji nastaju kognitivne sposobnosti i osjetljivosti poput autizma.
(Ordinacija.hr)
