Het bestuderen van het Neanderthaler-brein kan genetische modificaties aan het licht brengen die ervoor zorgden dat de Neanderthalers met uitsterven werden bedreigd, terwijl wij mensen werden als een unieke, langlevende soort
Neanderthalers waren een mensensoort (Neanderthal neanderthalensis genoemd) die zich ontwikkelde in Azië en Europa en gedurende een deel van hun leven samenleefden met de huidige mens (Homo sapiens) die zich in Afrika ontwikkelde . Deze ontmoetingen hebben ertoe geleid dat mensen 2% van het Neanderthal -DNA hebben geërfd , waardoor ze de nauwste voorouders van de moderne mens zijn. Het is bekend dat Neanderthalers tussen de 130000 en 40,000 jaar geleden leefden. Neanderthalers, ook wel 'holbewoners' genoemd, hadden een kenmerkende lage, lange schedel, een brede neus, geen prominente kin, grote tanden en een kort maar sterk gespierd lichaam. Hun opvallende kenmerken wijzen erop dat ze manieren zochten om warmte vast te houden in de koude en barre omgevingen waarin ze leefden. Ondanks hun primitieve leefomstandigheden waren ze zeer intelligente, getalenteerde en sociale mensen met een groter brein dan de moderne mens. Ze waren uitstekende jagers met vaardigheden, kracht, moed en goede communicatieve vaardigheden. Hoewel ze in uitdagende omstandigheden leefden, waren ze enorm vindingrijk. Er wordt zelfs aangenomen dat er qua gedrag en instincten slechts een zeer kleine kloof bestond tussen Neanderthalers en ons mensen. Fossielen tonen aan dat ze carnivoren waren (hoewel ze ook paddenstoelen aten ), jagers en aaseters. Het is nog steeds onduidelijk of ze een eigen taal hadden, maar de complexe dynamiek in hun leven suggereert wel dat ze met elkaar communiceerden via een taal.
De Neanderthalers zijn nu al 40,000 jaar uitgestorven, maar het blijft een mysterie hoe een soort die meer dan 350,000 jaar heeft bestaan, kon uitsterven. Sommige wetenschappers hebben geopperd dat de moderne mens verantwoordelijk is voor het uitsterven van de Neanderthalers, omdat ze mogelijk niet in staat waren te overleven in de concurrentie om hulpbronnen die de vroege voorouders van de moderne mens met zich meebrachten. Dit werd waarschijnlijk ook verergerd door snelle klimaatveranderingen. De Neanderthalers verdwenen niet allemaal in één klap, maar werden geleidelijk aan vervangen door de moderne mens via lokale populaties. De Neanderthalers vormen een van de meest interessante aspecten van de menselijke evolutie en hebben wetenschappers vooral gefascineerd vanwege de nauwe verwantschap tussen de Neanderthalers en de moderne mens. Ter ondersteuning van dit onderzoek zijn veel voorwerpen en fossielen, zelfs complete skeletten, opgegraven die een inkijkje geven in het leven van de Neanderthalers.
Neanderthalersbrein kweken in het laboratorium
Onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego, kweken miniatuurhersenen van Neanderthalers (die lijken op de hersenschors, de buitenste laag van de hersenen ) ter grootte van een erwt in petrischalen in het laboratorium. Elk van deze 'erwten' bevat het NOVA1-gen van de voorouders en bestaat uit ongeveer 400,000 cellen. Het doel van het kweken en analyseren van deze 'minihersenen' van Neanderthalers is om licht te werpen op kleine neurale structuren die ons kunnen vertellen waarom deze langlevende soort uitstierf en waarom de moderne mens de planeet Aarde veroverde. Het is belangrijk om dit te begrijpen, omdat sommige moderne mensen 2% DNA delen met Neanderthalers door kruisingen en we ooit met hen samenleefden. De vergelijking van genetische verschillen in de hersenen kan veel inzicht geven in hun ondergang en de snelle opkomst van de Homo sapiens.
Om de groei van het minibrein op gang te brengen, gebruikten onderzoekers stamceltechnologie waarbij stamcellen in een periode van enkele maanden een hersenorganoïde (een klein orgaan) worden. Op hun volgroeide grootte meten deze organoïden 0.2 inch en zijn ze zichtbaar voor het blote oog. Hun groei is echter beperkend omdat ze onder laboratoriumomstandigheden niet de bloedtoevoer krijgen die nodig is om volledig te groeien. Dus minihersencellen ontvingen de voedingsstoffen voor groei door het diffusieproces. Het is misschien mogelijk om ze verder te laten groeien door er misschien 3D-geprinte kunstmatige bloedvaten in te prenten om ontwikkeling mogelijk te maken, iets wat onderzoekers zouden willen proberen.
Eerste stap om het brein van Neanderthalers te vergelijken met dat van ons
Neanderthalerhersenen zijn langwerpigere, buisvormige structuren in vergelijking met de ronde menselijke hersenen. In dit uitzonderlijke onderzoek vergeleken wetenschappers de beschikbare, volledig gesequenceerde genomen van Neanderthalers met die van moderne mensen. Het Neanderthaler-genoom werd gesequenceerd nadat het was geïsoleerd uit botten in de opgegraven fossielen. In totaal vertoonden 200 genen aanzienlijke verschillen en uit deze lijst richtten de onderzoekers zich op NOVA1 – een belangrijke regulator van genexpressie. Dit gen is identiek bij mensen en Neanderthalers, met slechts een klein verschil (een enkel DNA-basenpaar). Het gen blijkt een hoge expressie te hebben tijdens de neuroontwikkeling en is in verband gebracht met verschillende neurologische aandoeningen zoals autisme. Bij nader onderzoek bleken de mini-hersenen van Neanderthalers veel minder verbindingen tussen neuronen (synapsen) te hebben dan normaal en ook andere neuronale netwerken te bezitten, die enigszins leken op de hersenen van mensen met autisme, zoals de onderzoekers hadden voorspeld. Het is zeer waarschijnlijk dat mensen geavanceerdere en complexere neurale netwerken hadden dan Neanderthalers, waardoor we beter konden overleven.
Dit onderzoek bevindt zich in een zeer vroeg stadium om tot een conclusie te komen, voornamelijk vanwege de aard van gecontroleerde experimenten. De grootste beperking van deze studie is dat dergelijke minibreinen geen "bewuste geest" of een "volledig brein" zijn en niet echt een volledig beeld kunnen geven van hoe een volwassen brein functioneert. Als verschillende regio's echter met succes worden gekweekt, kunnen ze op elkaar worden afgestemd om een beter begrip te krijgen van de 'geest' van de Neanderthaler. Onderzoekers zouden zeker meer willen onderzoeken over het vermogen van de hersenen van de Neanderthalers om dingen te leren en dus zouden ze proberen deze minihersenen in de robot te stoppen en de signalen te begrijpen.
***
Bron (nen)
Cohen J 2018. Neanderthaler hersenorganoïden komen tot leven. Wetenschap. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
***
