علت تفاوت مغز انسان با سایر گونه‌ها چیست؟

به گزارش مجله خبری نگار، بر اساس گزارشی جدید از دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو، بخشی از ژنوم انسان که به نام HAR۱۲۳ شناخته می‌شود، ممکن است در تمایز و توانایی‌های شناختی منحصر‌به‌فرد مغز انسان و تفاوت آن با مغز دیگر گونه‌ها نقش مهمی ایفا کند.

این پژوهش پرده از راز‌هایی درباره تفاوت میان مغز انسان و حیواناتی مانند شامپانزه‌ها برداشته است؛ تفاوت‌هایی که توضیح می‌دهد چرا مغز انسان از ظرفیت‌ها و توانایی‌های بیشتری برخوردار است.

بنابر یافته‌های محققان دانشگاه سن‌دیگو، جواب این تمایزات ممکن است در بخش‌هایی از کد‌های ژنتیکی انسان که به ناحیه‌های شتاب‌یافته انسانی معروف هستند نهفته باشد. این نواحی در مسیر تکامل تغییرات سریع و غیرعادی داشته‌اند و همین تغییرات، شاید منشأ ویژگی‌های متمایزکننده انسان باشد.

مفهوم نواحی شتاب‌یافته انسانی

نواحی شتاب‌یافته انسانی نه ژن بلکه تقویت‌کننده‌هایی هستند که به رونویسی ژن‌ها کمک می‌کنند. این توالی‌های دی‌ان‌ای تنظیم‌کننده‌های مهم ژنتیکی محسوب می‌شوند. نقش اصلی آنها تنظیم ژن‌هایی است که مسئول تفاوت‌های سلولی و رشد اندام‌های بدن هستند.

بیشتر این نواحی در بخش‌هایی از ژنوم قرار دارند که به توسعه و عملکرد مغز مرتبط‌اند. از این رو، محققان باور دارند که این نواحی برگ برنده‌ای در تفاوت‌های شناختی انسان به حساب می‌آیند.

نکته کلیدی: تفاوت‌های HAR۱۲۳ در مغز انسان

مطالعات اخیر به کشف ناحیه‌ای به نام HAR۱۲۳ انجامیده که در رشد مغز انسان و تمایز آن از مغز شامپانزه تأثیرگذار است. نسخه انسانی این ناحیه، ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی دارد که به‌طور مستقیم با تکامل عصبی انسان ارتباط دارد.

HAR۱۲۳ نسخه انسانی به واسطه ژنی به نام H۱C۱ بر تشکیل سلول‌های پیش‌ساز عصبی تأثیر می‌گذارد و نتایج متفاوتی نسبت به نسخه شامپانزه ایجاد می‌کند. این سلول‌ها در نهایت به دو گروه تقسیم می‌شوند:

نورون‌ها: سلول‌هایی که مسئول ارسال اطلاعات حسی و پیام‌های عصبی در بدن هستند.

سلول‌های گلیال: سلول‌هایی که مسئول تغذیه و حمایت از نورون‌ها و تثبیت عملکرد آنها هستند.

مطالعات نشان داده‌اند که نسخه شامپانزه‌ای HAR۱۲۳ نمی‌تواند به اندازه نسخه انسانی موجب تکاملی این سلول‌ها شود؛ نتیجه‌ای که به پیچیدگی بیشتر مغز انسان منجر می‌شود.

آزمایش حذف ژنتیکی با استفاده از فناوری CRISPR

برای بررسی نقش حیاتی HAR۱۲۳، پژوهشگران از تکنیک ویرایش ژنتیکی CRISPR-Cas۹ بهره بردند تا این ناحیه را از سلول‌های بنیادی انسان حذف کنند. یافته‌ها نشان دادند که با حذف این بخش از ژنوم، فرآیند تشکیل نورو‌اکتودرم - لایه ابتدایی سلول‌ها که بعد‌ها به دستگاه عصبی تبدیل می‌شود - کاهش می‌یابد. همچنین، ژن‌های مربوط به رشد عصبی به میزان قابل‌توجهی تحت تأثیر قرار گرفتند.

ارتباط با انعطاف‌پذیری شناختی

یکی از مهم‌ترین کشفیات پژوهشگران این است که HAR۱۲۳ ارتباط مستقیمی با انعطاف‌پذیری شناختی دارد؛ توانایی تغییر نگرش‌ها، تطبیق با شرایط جدید و به‌روزرسانی داده‌ها در ذهن. آزمایش‌ها نشان دادند که حذف HAR۱۲۳ توانایی حیوانات در تغییر رفتارشان بر اساس شرایط مختلف کاهش می‌دهد و همچنین نسبت نورون‌ها به گلیال‌ها در مغزشان تغییر می‌کند.

بر این اساس، نقش HAR۱۲۳ در توانایی‌های منحصر‌به‌فرد انسان، مانند یادگیری، تصمیم‌گیری و تفکر خلاق، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

ارتباط احتمالی با اختلالات عصبی

نتایج این مطالعات نشان می‌دهد که HAR۱۲۳ شاید در اختلالاتی همچون اوتیسم و بیش‌فعالی و کمبود توجه (ADHD) نیز دخیل باشد، زیرا تغییرات نسبت میان نورون‌ها و سلول‌های گلیال با این بیماری‌ها مرتبط است. این احتمال وجود دارد که دیگر نواحی شتاب‌یافته در ژنوم انسان نیز در شکل‌گیری صفات خاص انسانی نقش ایفا کنند.

پژوهش همچنان ادامه دارد تا به اسرار بیشتری درباره نحوه ایجاد تفاوت‌های شگفت‌انگیز مغز انسان پی برده شود.