Ген человека сделал мышей умнее - результаты исследования

Ген человека сделал мышей умнее – результаты исследования

Ген человека сделал мышей умнее - результаты исследованияВведя человеческие гены мышам, ученые стимулировали развитие у них высшего интеллекта и сделали их мозг больше. Такие животные имели более гибкую память и меньше пугались. В то же время кора их головного мозга стала значительно плотнее — часть мозга, которая управляет высшими умственными функциями. Это доказывает, что введенный мышам специфически человеческий ген играл определяющую роль для умственного развития наших предков.

Учитывая размеры тела человека, его мозг удивительно велик — прежде всего речь идет о неокортексе, то есть коре головного мозга. У нашего вида она выражена гораздо лучше, чем у наших ближайших родственников-приматов. Увеличение объема коры головного мозга и мозжечка, совместно с усиленным энергетическим снабжением мыслительного органа, считают основой для работы мозга.

Уже долгое время ученые предполагают, что некоторые генетические вариации, активированные только несколько миллионов лет назад, привели к увеличению мозга наших предков. Одной из этих вариаций является специфически человеческий ген ARHGAP11B, провоцирующий усиленное образование нервных прогениторных клеток в эмбрионе: если его ввести в эмбрион мыши, хорька или обезьяны, мозг животных тоже становился больше, в нем развивалось большее количество нейронов. Но до сих пор было неясно, был ли их прирост в мозгу заметен и во взрослом возрасте и гарантировало ли это носителям этого гена высший интеллект.

Читайте также:  Правда ли, что мысль материальна?

Это выяснили Лей Сян из Института молекулярной клеточной биологии и генетики имени Макса Планка (в Дрездене) и его коллеги. Для этого
ученые ввели ген ARHGAP11B в эмбрионы мышей и наблюдали, как это повлияет на объем и количество нейронов в мозге животных.
Оказалось, что у мышей с человеческим геном развился более толстый и больший неокортекс. Увеличение количества нейронов было заметно в верхнем слое коры головного мозга, сообщили ученые.

Ген человека сделал мышей умнее - результаты исследования

Следующим шагом стало тестирование интеллекта этих мышей. Для этого грызунов подвергли многочисленным поведенческим тестам, проверяющим различные виды обучения и памяти. В частности, ученые обратились к классическим тестам с лабиринтом, чтобы оценить пространственную память мышей, а также к тестам на тревожность и умственную гибкость. Наконец мыши должны были изучить, по какой схеме изменялся доступ к бутылкам с водой.

«Этот тест проверил прежде всего долговременную память, за которую отвечает неокортекст, а не гиппокамп», — объяснили ученые.

«Мы выяснили, что мыши из ARHGAP11B, имея больший мозг, ища бутылку с водой, совершали меньше ошибок, чем мыши из дикой природы, — сообщил Сян. — Это свидетельствует о том, что 11B-мыши имеют более гибкую память и лучше приспосабливаются к новым условиям и правилам».

Читайте также:  Ученые надели на насекомых мини 3D-очки для эксперимента

Процесс пространственного обучения практически не изменялся, но обработка изученного в коре головного мозга у мышей с человеческим геном подверглась оптимизации. В то же время 11B-мыши меньше, чем другие грызуны, пугались.

Ген человека сделал мышей умнее - результаты исследования

«Мыши из дикой природы демонстрировали больше тревоги и пытались как можно быстрее выбраться из ярко освещаемого центра клетки для исследований, а ARHGAP11B-мыши были более расслаблены и проводили в центре больше времени», — сообщил ученый.

По мнению исследователей, это доказывает, что специфический для человека вариант гена ARHGAP11B оказывает определяющее влияние на развитие мозга и когнитивных функций. Поскольку этот ген возник около 5 миллионов лет назад, после обособления человеческой генеалогической линии и линии шимпанзе, именно он мог привести к тому, что наши предки все больше отличались от своих родственников-приматов на генетическом уровне.

“Наше исследование доказывает, что обусловленное ARHGAP11B увеличение неокортекса действительно приводит к улучшению когнитивной функции, а это дает важные свидетельства о роли специфически человеческого гена в эволюции человека”, – сказал коллега Сяна Виланд Гуттнер (Wieland Huttner).