کشف ژنی که مغز انسان را منحصر به فرد ساخته است

بخشی از DNA که انسان را در بین دیگر جانوران منحصر به فرد ساخته است توسط محققان آلمانی شناسایی شد. دانشمندان Dresden ژنی را یافتند که منجر به رشد مغز انسان شده و به تبدیل شدن آن به عنوان پیچیده‌ترین ساختار مغزی جهان کمک می‌کند. محققان معتقدند که این ژن نقش مهمی را در تفکر انسان بازی می‌کند و این کار را با افزایش بسیار زیاد تعداد نورون‌ها در قشر خاکستری مغز (neocortex) که مسئول اصلی زبان، احساس و منطق است انجام می‌دهد.

در ادامه مطلب همراه بیونت باشید

این ژن در انسان‌های مدرن وجود دارد علاوه بر آن در انسان‌های نئاندرتال نیز که مغزی تقریباً به اندازه مغز انسان‌های کنونی داشته‌اند و در انسان‌های Denisovan که گروهی از اجداد ما هستند که تنها بخشی از استخوان‌های آن‌ها در سیبری یافت شده است نیز وجود داشته است. دکتر Wieland Huttner سرپرست این تحقیقات و رئیس بخش ژنتیک سلولی و مولکولی پژوهشکده Max Planck می‌گوید:

«این یافته با ۲۵ سال کار در این زمینه به دست آمده است. هدف اصلی ما همیشه شناسایی تغییراتی در ژنوم ما بوده است که مسئول به وجود آمدن مغزی بزرگتر نسبت به دیگر پستانداران نخستین در ما انسان‌ها شده است.»

مغز انسان در طول ۷ میلیون سال گذشته سه برابر شده و به حجم ۱۳۰۰ سی‌سی رسیده است که دارای میلیون‌ها نورون بوده و یک‌پنجم کل انرژی بدن را مصرف می‌کند. بیشترین سرعت این رشد در ۲ میلیون سال گذشته اتفاق افتاده است. انسان Homo erectus حدود ۱.۸ میلیون سال پیش بر روی کره زمین قدم گذاشته در حالی که مغز او نصف مغز انسان‌های مدرن امروزی بوده است. دکتر Huttner می‌افزاید:

« چیزی که اکنون داریم ژنی است که مسئول یک مغز ۱.۳ تا ۱.۴ لیتری بوده و این نکته بسیار هیجان‌انگیز است.»

آزمایش‌ها بر روی جنین موش تأیید کرد که این ژن می‌تواند تأثیر به سزایی بر گسترش مغز داشته باشد. جنین‌هایی که ژن مذکور به آن‌ها منتقل‌شده بود مغز بزرگتری داشتند و بعضی از آن‌ها چین‌های موجود در قشر مغز انسان را نیز تشکیل دادند. این چین‌ها و تاخوردگی‌ها موجب می‌شود بافت بیشتری در حجم یکسانی از جمجمه قرار بگیرد. گروه Huttner اکنون مشتاق هستند که موشی‌هایی را که دارای این ژن هستند نگهداری کرده و رشد دهند تا ببینند مغز آن‌ها چگونه رشد یافته و خصوصاً چه تغییراتی در دانایی، حافظه و مهارت‌های یادگیری آن‌ها اتفاق می‌افتد. دکتر Huttner در مقاله‌ای در روزنامه Gurdian اظهار داشته است:

«آیا یادگیری آن‌ها بهتر شده و یا حافظه بهتری خواهند داشت؟ جواب این سؤال بسیار دشوار است اما امسال به جواب آن نیز خواهیم رسید. ما چین‌های قشری مغز را در نیمی از موش‌ها مشاهده کردیم درنتیجه این ژن برای انجام دادن این کار کافی بوده است اما لزوماً این کار را در همه موارد انجام نداده است.»

دانشمندان به دنبال پاسخ این پرسش نیز هستند که چرا این ژن تأثیر یکسانی را در همه موارد نداشته است. این ژن هنگامی در نسل انسان‌ها واردشده است که اجداد باستانی ما و شامپانزه‌ها، هنگام تکامل در ۵ میلیون سال پیش از یکدیگر جداشده‌اند. این ژن که به نام ARHGAP11B شناخته می‌شود نوع تغییریافته یک بخش DNA معمول است که در ارگانیسم‌های ساده مانند موش و مخمر نیز یافت می‌شود. دکتر Marta Florio که یک عصب‌شناس در این آزمایشگاه است، کشف کرد که این ژن در سلول‌های بنیادی مغزی انسان که نورون‌ها را در قشر خاکستری مغز ایجاد می‌کنند بسیار فعال است. به‌جای اینکه سلول بنیادی، به‌گونه‌ای که در دیگر جانوران اتفاق می‌افتد، بالغ شده و تقسیم شود و دو نورون را ایجاد کند، این ژن سلول‌ها را چند برابر کرده و سلول‌های مغزی بیشتری تولید می‌کند. دکتر Florio که نویسنده اول این مقاله در مجله Science است درمجموع ۵۶ ژن را کشف کرده است که بر سلول‌های بنیادی پستانداران نخستین تأثیر می‌گزارند و حدود یک‌چهارم این ژن‌ها مختص انسان‌ها می‌باشند. بعضی از این ژن‌ها پیش از این ناشناخته بودند و می‌توانستند تأثیر خاص خود را بر رشد مغز انسان داشته باشند. دکتر Florio در این زمینه می‌گوید:

«ایجاد عاملی که خاص انسان‌ها باشد تنها به یک ژن خاص مربوط نمی‌شود. تفکر یک واقعه بسیار پیچیده است. فکر نمی‌کنم که تنها یک ژن ما را نسبت به دیگر جانوران باهوش‌تر ساخته باشد. چیزی که می‌توانم بگویم این است که احتمالاً این بخش کلیدی باعث تبدیل شدن ما به انسان شده است.»

البته او فکر نمی‌کند که آزمایشگاهش بتواند به این زودی‌ها موشی باهوش بسیار زیاد ایجاد کند. ژن ARHGAP11B ممکن است باعث تولید سلول‌های مغزی بیشتر در قشر خاکستری مغز شود اما این اتفاق به‌تنهایی برای افزایش هوش جانوران کافی نیست. دکتر Florio معتقد است مغز به ژن‌های دیگری نیز احتیاج دارد تا این سلول‌های نورونی را به شبکه عملکردی تبدیل کند. او می‌افزاید:

«ممکن است فکر کنید که موش بتواند قدرت تفکر بیشتری کسب کند اما نورون‌ها باید یک شبکه را به وجود آورند و من شک دارم که تنها با یک ژن بتوانیم به این هدف برسیم. این یک احتمال بسیار جذاب است اما باید درزمینهٔ این رویداد دقت و توجه بیشتری داشته باشیم.»

در صورت تمایل می‌توانید مقاله کامل این مطلب را به زبان انگلیسی از لینک منبع مشاهده کنید، اگر مقاله رایگان نبود از بخش دانلود رایگان مقالات، مقاله کامل را به صورت PDF دریافت کنید.

منبع: Science