Eine neue Studie legt nahe, dass die neuronale Produktion im Neocortex während der fötalen Entwicklung beim modernen Menschen größer ist als beim Neandertaler, insbesondere im Frontallappen.

Moderne Menschen produzieren während der Gehirnentwicklung mehr Neuronen als ihre Vorfahren Neandertalerwas ihnen gegenüber einen Vorteil verschaffen könnte, indem es zu den impliziten kognitiven Unterschieden zwischen den beiden beiträgt.

Diese Zunahme der Neurogenese reagiert auf eine einzelne Genomveränderung in einer einzelnen Aminosäure TKTL1-Protein modernen Menschen, so eine von deutschen Forschern unterzeichnete Studie, die veröffentlicht wurde Wissenschaft.

Als wichtiger Faktor für die Zunahme wird die Zunahme der Gehirngröße und die Produktion von Neuronen während der Gehirnentwicklung angesehen Kognitive Fähigkeit die während der Evolution entstanden sind.

Obwohl moderne Menschen und Neandertaler ähnlich große Gehirne entwickelt haben, ist sehr wenig darüber bekannt, ob die Produktion von Neuronen während der Entwicklung unterschiedlich gewesen sein könnte, ein Aspekt, den Forscher des Max-Planck-Instituts und der Universität Dresden (Deutschland) für diese Studie analysiert haben.

TKTL1-Protein

So entdeckten sie, dass sich die moderne humane TKTL1-Proteinvariante um eine Aminosäure unterscheidet Neandertalerdie eine Art von Gehirnvorläuferzellen namens basale radiale Glia erhöht, die für die Produktion der meisten der sich entwickelnden neokortikalen Neuronen verantwortlich ist.

Die äußere Region der Großhirnrinde – der Neocortex – ist eine fortgeschrittene evolutionäre Struktur, die für die kognitiven Fähigkeiten verantwortlich ist, die beim Menschen eindeutig groß und komplex sind und unserer Spezies zugeschrieben werden einzigartige kognitive Fähigkeiten.

Da die TKTL1-Aktivität hauptsächlich im Frontallappen des menschlichen fötalen Gehirns erhöht ist, folgerten die Forscher, dass diese einzelne Aminosäuresubstitution der erhöhten Produktion von Neuronen im sich entwickelnden Frontallappen-Neocortex bei modernen Menschen zugrunde liegt.

Studieren mit Mausembryos

Team geführt von Anneline Pinson vom Max-Planck-Institut, brachten moderne menschliche oder Neandertaler-Varianten von TKTL1 in den Neokortex von Mausembryos ein und stellten fest, dass radiale basale Gliazellen beim modernen Menschen zunahmen und somit mehr Neuronen enthielten.

Anschließend untersuchte er die Relevanz dieses Effekts für die Gehirnentwicklung. Beim modernen Menschen enthält TKTL1 Arginin, während es beim Neandertaler die Aminosäure Lysin enthält.

Die Forscher ersetzten Lysin durch Arginin in Organoiden des menschlichen Gehirns, organähnlichen Miniaturstrukturen, die aus Stammzellen im Labor gezüchtet werden können und die Aspekte der frühen Entwicklung des menschlichen Gehirns nachahmen.

„Wir fanden heraus, dass Aminosäuren vom Neandertaler-Typ in TKTL1 weniger basale radiale Gliazellen produzierten als moderne menschliche Typen und folglich auch weniger. Neuronensagte Pinson.

Mehr Neuronen im Frontallappen des Gehirns

„Obwohl wir nicht wissen, wie viele Neuronen das Neandertaler-Gehirn hatte, können wir davon ausgehen, dass moderne Menschen mehr Neuronen im Frontallappen des Gehirns haben, wo die TKTL1-Aktivität höher ist als beim Neandertaler“, erklärte er.

Die Studie impliziert, dass die neuronale Produktion im Neocortex während der fötalen Entwicklung bei modernen Menschen größer ist als bei Neandertalern, insbesondere in den Frontallappen, daher findet er es „verlockend zu spekulieren, dass dies die modernen menschlichen kognitiven Fähigkeiten im Zusammenhang mit den Frontallappen fördert“.