Формирование связей между нейронами в мозге человека занимает намного больше времени, чем даже у ближайших наших родственников. Процесс начинает замедляться лишь к пяти годам.
Медленно, но верно: Снова об инфантильной обезьяне

Геномы людей и шимпанзе совпадают на 98,8%, и тем не менее наши отличия от ближайших человекоподобных родственников очевидны — прежде всего, в области когнитивных способностей и социализации. Конечно, шимпанзе и умны, и обладают развитыми навыками взаимодействия с себе подобными, но когда дело доходит до абстрактного мышления, воли и самоконтроля над поведением, культуры, языка… перечислять, впрочем, можно долго.

Неудивительно, что генетические основы этих отличий весьма привлекают специалистов, и на эту тему проведено немало интересных исследований. Развивает ее и новая совместная работа ученых из Германии, работающих под руководством шведского профессора Свенте Паабо (Svante Pääbo), и их коллег из Китая, из группы Силина Лю (Xiling Liu). Они провели изучение образцов мозга, полученных post mortem у людей, шимпанзе и макак разных возрастов, от новорожденных до пожилых: для каждого варианта авторы выявляли характерные паттерны генной активности, связанные с развитием и работой синапсов, контактов между нервными клетками.

Анализ охватил экспрессию в общей сложности около 12 тыс. генов, и показал, что активности 702-х из них, работающих в префронтальной коре головного мозга у людей, имеют паттерны активности, которые меняются с возрастом совершенно иначе, нежели у обоих исследованных видов обезьян. Именно нейроны этой области мозга отвечают за «высшие» функции нашего мышления: эмоции, абстрактное мышление, самоконтроль и т. п.

Вообще же, работа этих сотен генов связана с огромным количеством функций, множество из которых окончательно не установлены. Но ученые решили упростить задачу и свели их в пять коэкспрессирующихся групп, участники которых связаны общими механизмами регуляции. Сразу стало очевидным, что изменения паттернов активности, связанные с созреванием мозга, особенно отличаются у людей в группе генов, контролирующих появление и закрепление синапсов. Они проявляют чрезвычайно высокую активность начиная от момента рождения и примерно до пятилетнего возраста. Тогда как и у шимпанзе, и у макак эта группа генов снижает активность уже вскоре после появления на свет.

Тогда авторы пошли дальше и, изучив образцы мозга под микроскопом, соотнесли эти изменения со скоростью появления новых синапсов у представителей всех трех видов. Было показано, что вскоре после рождения этот процесс у шимпанзе и макак идет с огромной скоростью, вскоре резко замедляясь. В противоположность этому, у людей пика он достигает лишь где-то к четырем годам. Можно сказать, что это «подсоединение проводки» у людей интенсивно продолжается все первые годы жизни.

Это может отражать как известную инфантильность нашего вида — необычно долгий период детства, так и вообще большую продолжительность жизни у нас в сравнении с обезьянами. Однако когда ученые взяли поправку и на эти факторы, оказалось, что длительность процесса формирования новых синапсов в первые годы после рождения у людей все равно заметно больше, чем у обезьян. Авторы напоминают и об известном предположении о том, что у неандертальцев также созревание происходило намного быстрее, чем у людей (что показано в исследованиях скорости развития черепа и зубов). Возможно, и у них можно было наблюдать скорее свойственные обезьянам паттерны генной активности.

Интересно будет провести сходное исследование и генов, активных в других областях мозга, чтобы узнать, насколько эта закономерность сохраняется и у регионов, связанных с выполнением более эволюционно древних функций.

По публикации ScienceNOW