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 menselijke soort (genaamd Neanderthaler neanderthalensis) die evolueerde in Azië en Europa en voor een deel samenleefde met de huidige mensen (Homo Sapiens) die evolueerden in Afrika. Deze ontmoetingen hadden ertoe geleid dat mensen 2% van de Neanderthalers erven DNA en daarom zijn ze de naaste oude verwanten van de moderne mens. Van Neanderthalers is voor het laatst bekend dat ze ongeveer 130000 en 40,000 jaar geleden hebben bestaan. Neanderthalers, gewoonlijk "holbewoners" genoemd, hadden een kenmerkende lage lange schedel, brede neus, geen prominente kin, grote tanden en een kort maar sterk gespierd lichaamsframe. Hun onderscheidende kenmerken zijn indicatief voor het zoeken naar een manier voor het lichaam om warmte vast te houden te midden van de koude en barre omgevingen waarin ze leefden. Ondanks hun primitieve levensomstandigheden waren ze zeer slimme, getalenteerde en sociale mensen met een hersenomvang die groter was dan de moderne mens van vandaag. Het waren uitstekende jagers met vaardigheden, kracht, moed en bekwame communicatieve vaardigheden. Hoewel ze in uitdagende omgevingen leefden, waren ze enorm vindingrijk. Er wordt zelfs aangenomen dat er een zeer nauwe kloof was tussen Neanderthalers en ons mensen in termen van gedrag en instincten. Uit fossiele gegevens blijkt dat ze vleesetend waren (hoewel ze ook schimmels aten), jagers en aaseters. Het is nog 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 is nog steeds een mysterie hoe een soort die meer dan 350,000 jaar heeft bestaan, met uitsterven bedreigd kan worden. Sommige wetenschappers hebben geformuleerd dat moderne mensen verantwoordelijk zijn voor het uitsterven van Neanderthalers, omdat ze misschien niet in staat zijn geweest om vaardig te overleven met de concurrentie in hulpbronnen die door vroege voorouders van de moderne mens werd gevormd. Dit moet ook zijn verergerd door snelle veranderingen in de klimaatomstandigheden. Neanderthalers verdwenen niet allemaal snel maar werden geleidelijk vervangen door moderne mensen via lokale populaties. Neanderthalers zijn het meest interessante onderdeel van de menselijke evolutie, dat wetenschappers vooral heeft geïntrigeerd vanwege de nabijheid van Neanderthalers tot moderne mensen. En om dit onderzoek te ondersteunen, zijn er veel objecten en fossielen, zelfs volledige skeletten blootgelegd die een glimp van het leven van Neanderthalers laten zien.
Neanderthalersbrein kweken in het laboratorium
Onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego, kweken de miniatuurhersenen van Neanderthalers (die lijken op een cortex die de buitenste laag van de hersenen is) ter grootte van een 'erwt' in petrischaaltjes in het laboratorium. Elk van deze "erwtjes" draagt de NOVA1-gen van de voorouders en heeft ongeveer 400,000 cellen. Het doel van het kweken en analyseren van deze 'minihersenen' van Neanderthalers is om licht te werpen op kleine neurale knobbeltjes die ons kunnen vertellen waarom deze langlevende soort uitstierf en wat de reden was voor de moderne mens om in plaats daarvan de planeet Aarde te veroveren. Het is belangrijk om dit te begrijpen omdat sommige moderne mensen 2% DNA delen met Neanderthalers door middel van fokken en op een gegeven moment hebben we met hen samengeleefd. De vergelijking van genetische verschillen in de hersenen kan maximaal licht werpen op hun ondergang en snelle toename van 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 meer langwerpige buisachtige structuren in vergelijking met menselijke ronde hersenen. In dit uitzonderlijke werk vergeleken onderzoekers beschikbare volledig gesequeneerde genomen van Neanderthalers met moderne mensen. Het genoom van de Neanderthaler werd gesequenced nadat het was opgehaald uit botten in de fossielen die werden blootgelegd. In totaal 200 genen vertoonden substantiële verschillen en op deze lijst richtten de onderzoekers zich op NOVA1 – meester genexpressie regulator. Dit gen is hetzelfde bij mensen en Neanderthalers met slechts een klein verschil (een enkel DNA-basenpaar). Het gen wordt gezien als een hoge expressie in neurologische ontwikkeling en is in verband gebracht met verschillende neurale aandoeningen zoals autisme. Bij nader inzien hadden Neanderthaler minihersenen heel weinig verbindingen tussen neuronen (synapsen genaamd) dan normaal en hadden ze ook verschillende neuronale netwerken die enigszins leken op een menselijk brein dat leed aan autisme dat onderzoekers voorspelden. Het is zeer goed mogelijk dat mensen meer geavanceerde en geavanceerde neurale netwerken hadden in vergelijking met Neanderthalers, waardoor we over hen 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.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Cohen J 2018. Neanderthaler hersenorganoïden komen tot leven. Wetenschap. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
