Η μελέτη του εγκεφάλου του Νεάντερταλ μπορεί να αποκαλύψει γενετικές τροποποιήσεις που προκάλεσαν την εξαφάνιση των Νεάντερταλ, ενώ μας έκαναν τους ανθρώπους ως ένα μοναδικό είδος που επιβίωσε για μεγάλο χρονικό διάστημα
Νεάντερταλ ήταν ένα ανθρώπινο είδος (που ονομάζεται Neanderthalensis) που εξελίχθηκε στην Ασία και την Ευρώπη και συνυπήρξε για κάποιο μέρος με τα σημερινά ανθρώπινα όντα (Homo Sapiens) που εξελίχθηκαν στην Αφρική. Αυτές οι συναντήσεις είχαν οδηγήσει σε ανθρώπους που κληρονομούσαν το 2% των Νεάντερταλ DNA και έτσι είναι οι πιο κοντινοί αρχαίοι συγγενείς στους σύγχρονους ανθρώπους. Οι Νεάντερταλ είναι για τελευταία φορά γνωστό ότι υπήρχαν περίπου 130000 και 40,000 χρόνια πριν. Οι Νεάντερταλ, που συνήθως αναφέρονται ως «άνθρωποι των σπηλαίων» είχαν ένα χαρακτηριστικό χαμηλό μακρύ κρανίο, φαρδιά μύτη, χωρίς εμφανές πηγούνι, μεγάλα δόντια και κοντό αλλά δυνατό μυώδες πλαίσιο σώματος. Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους είναι ενδεικτικά της αναζήτησης τρόπου για το σώμα να εξοικονομεί θερμότητα μέσα στο κρύο και σκληρό περιβάλλον στο οποίο ζούσαν. Παρά τις πρωτόγονες συνθήκες διαβίωσής τους, ήταν πολύ φωτεινοί, ταλαντούχοι και κοινωνικοί άνθρωποι με μέγεθος εγκεφάλου μεγαλύτερο από τους σύγχρονους ανθρώπους σήμερα. Ήταν εξαιρετικοί κυνηγοί με δεξιότητες, δύναμη, θάρρος και ικανές επικοινωνιακές δεξιότητες. Παρόλο που ζούσαν σε δύσκολα περιβάλλοντα, ήταν εξαιρετικά επινοητικοί. Στην πραγματικότητα, πιστεύεται ότι μπορεί να υπήρχε ένα πολύ στενό χάσμα μεταξύ των Νεάντερταλ και εμάς τους ανθρώπους όσον αφορά τη συμπεριφορά και τα ένστικτα. Τα αρχεία απολιθωμάτων δείχνουν ότι ήταν σαρκοφάγα (αν και έτρωγαν και μύκητες), κυνηγοί και οδοκαθαριστές. Δεν είναι ακόμη σαφές εάν είχαν τη δική τους γλώσσα, αλλά η πολύπλοκη δυναμική στη ζωή τους υποδηλώνει ότι επικοινωνούσαν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μια γλώσσα.
Οι Νεάντερταλ έχουν εξαφανιστεί εδώ και 40,000 χρόνια, ωστόσο, παραμένει μυστήριο πώς ένα είδος που είχε επιζήσει για περισσότερα από 350,000 χρόνια θα μπορούσε να αντιμετωπίσει την εξαφάνιση. Μερικοί επιστήμονες έχουν διατυπώσει ότι οι σύγχρονοι άνθρωποι είναι υπεύθυνοι για την εξαφάνιση των Νεάντερταλ, καθώς μπορεί να μην ήταν σε θέση να επιβιώσουν επιδέξια με τον ανταγωνισμό στους πόρους που είχαν οι πρώτοι πρόγονοι των σύγχρονων ανθρώπων. Αυτό πρέπει επίσης να επιδεινώθηκε από την ταχεία αλλαγή των κλιματικών συνθηκών. Οι Νεάντερταλ δεν εξαφανίστηκαν όλοι γρήγορα, αλλά αντικαταστάθηκαν από σύγχρονους ανθρώπους σταδιακά μέσω των τοπικών πληθυσμών. Οι Νεάντερταλ είναι το πιο ενδιαφέρον μέρος της ανθρώπινης εξέλιξης που έχει ιντριγκάρει τους επιστήμονες κυρίως λόγω της στενής εγγύτητας των Νεάντερταλ με τους σύγχρονους ανθρώπους. Και για να υποστηρίξουν αυτήν την έρευνα, έχουν αποκαλυφθεί πολλά αντικείμενα και απολιθώματα, ακόμη και πλήρεις σκελετοί που δείχνουν μια ματιά στη ζωή των Νεάντερταλ.
Καλλιέργεια εγκεφάλου Νεάντερταλ στο εργαστήριο
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο αναπτύσσουν μικροσκοπικούς εγκεφάλους του Νεάντερταλ (που μοιάζει με φλοιό που είναι το εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου) μεγέθους «μπιζελιού» σε πιάτα Petri στο εργαστήριο. Κάθε ένα από αυτά τα «μπιζέλια» φέρει το γονίδιο NOVA1 των προγόνων και έχει περίπου 400,000 κύτταρα. Ο στόχος της ανάπτυξης και της ανάλυσης αυτών των «μικροεγκεφάλων» των Νεάντερταλ είναι να ρίξει φως σε μικρά νευρικά εξογκώματα που μπορούν να μας πουν γιατί αυτό το επί μακρόν επιζών είδος εξαφανίστηκε και ποιος ήταν ο λόγος για τους σύγχρονους ανθρώπους να κατακτήσουν τον πλανήτη Γη. Είναι σημαντικό να το καταλάβουμε αυτό γιατί ορισμένοι σύγχρονοι άνθρωποι μοιράζονται 2% DNA με τους Νεάντερταλ μέσω της αναπαραγωγής και κάποια στιγμή συνυπήρξαμε μαζί τους. Η σύγκριση των γενετικών διαφορών στον εγκέφαλο μπορεί να ρίξει το μέγιστο φως στη διάλυση τους και την ταχεία αύξηση του homo sapiens.
Για να ξεκινήσουν την ανάπτυξη του μικροεγκεφάλου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνολογία βλαστοκυττάρων στην οποία τα βλαστοκύτταρα αρχίζουν να γίνονται εγκεφαλικό οργανοειδές (ένα μικρό όργανο) σε μια περίοδο αρκετών μηνών. Στο πλήρως αναπτυσσόμενο μέγεθός τους, αυτά τα οργανοειδή έχουν μέγεθος 0.2 ίντσες και είναι ορατά με γυμνό μάτι. Ωστόσο, η ανάπτυξή τους είναι περιοριστική επειδή υπό τις εργαστηριακές συνθήκες, καθώς δεν έχουν την παροχή αίματος που απαιτείται για να αναπτυχθούν πλήρως. Έτσι, τα κύτταρα του μικροεγκεφάλου έλαβαν τα θρεπτικά συστατικά για ανάπτυξη με τη διαδικασία της διάχυσης. Ίσως είναι δυνατό να αναπτυχθούν περαιτέρω με την ενθάρρυνση 3D εκτυπωμένων τεχνητών αιμοφόρων αγγείων σε αυτά για να καταστεί δυνατή η ανάπτυξη, κάτι που οι ερευνητές θα ήθελαν να επιχειρήσουν.
Πρώτο βήμα προς τη σύγκριση του εγκεφάλου του Νεάντερταλ με τον δικό μας
Οι εγκέφαλοι του Νεάντερταλ είναι πιο επιμήκεις δομές που μοιάζουν με σωλήνα σε σύγκριση με τους ανθρώπινους στρογγυλεμένους εγκεφάλους. Σε αυτή την εξαιρετική εργασία, οι ερευνητές συνέκριναν τα διαθέσιμα γονιδιώματα των Νεάντερταλ με πλήρη αλληλουχία με τους σύγχρονους ανθρώπους. Η αλληλουχία του γονιδιώματος του Νεάντερταλ έγινε μετά την ανάκτησή του από οστά στα απολιθώματα που αποκαλύφθηκαν. Συνολικά 200 γονίδια έδειξαν ουσιαστικές διαφορές και από αυτή τη λίστα οι ερευνητές εστίασαν ΝΟΒΑ1 – κύριος ρυθμιστής γονιδιακής έκφρασης. Αυτό το γονίδιο είναι ίδιο στους ανθρώπους και στους Νεάντερταλ με μια μικρή διαφορά (ένα μόνο ζεύγος βάσεων DNA). Το γονίδιο φαίνεται να έχει υψηλή έκφραση στη νευροανάπτυξη και έχει συνδεθεί με διάφορες νευρικές παθήσεις όπως ο αυτισμός. Σε μια πιο προσεκτική εξέταση, οι μικροεγκέφαλοι του Νεάντερταλ είχαν πολύ λίγες συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων (που ονομάζονται συνάψεις) από τις τυπικές και είχαν επίσης διαφορετικά νευρωνικά δίκτυα που έμοιαζαν κάπως σαν ανθρώπινος εγκέφαλος που πάσχει από αυτισμό οι ερευνητές προέβλεψαν. Είναι πολύ πιθανό οι άνθρωποι να είχαν πιο προηγμένα και εξελιγμένα νευρωνικά δίκτυα σε σύγκριση με τους Νεάντερταλ, κάτι που μας έκανε να επιβιώσουμε πάνω τους.
Αυτή η έρευνα βρίσκεται σε πολύ πρώιμο στάδιο για να καταλήξει σε συμπέρασμα, κυρίως λόγω της φύσης των ελεγχόμενων πειραμάτων. Ο μεγαλύτερος περιορισμός αυτής της μελέτης είναι ότι τέτοιοι μικροεγκέφαλοι δεν είναι «συνειδητό μυαλό» ή «γεμάτος εγκέφαλος» και δεν μπορούν πραγματικά να παρέχουν μια πλήρη εικόνα του πώς λειτουργεί ένας ενήλικος εγκέφαλος. Ωστόσο, εάν διαφορετικές περιοχές αναπτυχθούν με επιτυχία, μπορούν να ταιριάζουν μεταξύ τους για να αποκτήσουν μεγαλύτερη κατανόηση του «μυαλού» του Νεάντερταλ. Οι ερευνητές σίγουρα θα ήθελαν να εξερευνήσουν περισσότερα σχετικά με την ικανότητα των εγκεφάλων του Νεάντερταλ να μαθαίνουν πράγματα και έτσι θα προσπαθήσουν να βάλουν αυτούς τους μικροεγκεφάλους στο ρομπότ και να κατανοήσουν τα σήματα.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Cohen J 2018. Τα οργανοειδή του εγκεφάλου του Νεάντερταλ ζωντανεύουν. Επιστήμη. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
