Τι κάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο να διαφέρει από τον εγκέφαλο όλων των άλλων ζώων – συμπεριλαμβανομένων ακόμη και των πιο κοντινών πρωτευόντων συγγενών μας; Σε μια ανάλυση των τύπων κυττάρων στον προμετωπιαίο φλοιό τεσσάρων ειδών πρωτευόντων, οι ερευνητές του Yale εντόπισαν ειδικά για τα είδη – ιδιαίτερα για τον άνθρωπο – χαρακτηριστικά (25 Αυγούστου, περιοδικό Science).
Και διαπίστωσαν ότι αυτό που μας κάνει ανθρώπους μπορεί επίσης να μας κάνει ευάλωτους σε νευροψυχιατρικές ασθένειες.
Για τη μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν συγκεκριμένα τον ραχιαίο προμετωπιαίο φλοιό (dlPFC), μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι μοναδική στα πρωτεύοντα θηλαστικά και απαραίτητη για τη νόηση ανώτερης τάξης. Χρησιμοποιώντας μια τεχνική αλληλούχισης RNA ενός κυττάρου, σκιαγράφησαν τα επίπεδα έκφρασης γονιδίων σε εκατοντάδες χιλιάδες κύτταρα που συλλέχθηκαν από τον dlPFC ενήλικων ανθρώπων, χιμπατζήδων, μακάκων και πιθήκων μαρμοζέτ.
“Σήμερα, θεωρούμε τον ραχιαίο προμετωπιαίο φλοιό ως το βασικό συστατικό της ανθρώπινης ταυτότητας, αλλά ακόμη δεν γνωρίζουμε τι είναι αυτό που το κάνει μοναδικό στον άνθρωπο και μας διαφοροποιεί από τα άλλα πρωτεύοντα είδη” δήλωσε ο Nenad Sestan, ο Harvey και Kate Cushing καθηγητής Νευροεπιστήμης στο Yale, καθηγητής συγκριτικής ιατρικής, γενετικής. και ψυχιατρικής, και ο επικεφαλής ανώτερος συγγραφέας της δημοσίευσης. “Τώρα έχουμε περισσότερες ενδείξεις”.
Για να απαντήσουν σε αυτό, οι ερευνητές αναζήτησαν αρχικά αν υπάρχουν κάποιοι τύποι κυττάρων που υπάρχουν αποκλειστικά στον άνθρωπο ή σε άλλα αναλυθέντα είδη μη ανθρώπινων πρωτευόντων. Αφού ομαδοποίησαν κύτταρα με παρόμοια προφίλ έκφρασης, αποκάλυψαν 109 κοινούς τύπους κυττάρων πρωτευόντων αλλά και πέντε που δεν ήταν κοινοί σε όλα τα είδη. Σε αυτούς περιλαμβανόταν ένας τύπος μικρογλοίας, ή ειδικού για τον εγκέφαλο ανοσοποιητικού κυττάρου, που υπήρχε μόνο στον άνθρωπο και ένας δεύτερος τύπος που μοιράζονται μόνο οι άνθρωποι και οι χιμπατζήδες.
Ο ειδικός για τον άνθρωπο τύπος μικρογλοίας υπάρχει καθ’ όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης και της ενηλικίωσης, διαπίστωσαν οι ερευνητές, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα κύτταρα αυτά παίζουν ρόλο στη συντήρηση της συντήρησης του εγκεφάλου και όχι στην καταπολέμηση των ασθενειών.
“Εμείς οι άνθρωποι ζούμε σε ένα πολύ διαφορετικό περιβάλλον με μοναδικό τρόπο ζωής σε σύγκριση με άλλα είδη πρωτευόντων- και τα κύτταρα της γλοίας, συμπεριλαμβανομένης της μικρογλοίας, είναι πολύ ευαίσθητα σε αυτές τις διαφορές”, δήλωσε ο Sestan. “Ο τύπος της μικρογλοίας που βρέθηκε στον ανθρώπινο εγκέφαλο μπορεί να αντιπροσωπεύει μια ανοσολογική απόκριση στο περιβάλλον”.
Μια ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης στα μικρογλοία αποκάλυψε μια άλλη ειδική για τον άνθρωπο έκπληξη – την παρουσία του γονιδίου FOXP2. Η ανακάλυψη αυτή προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον επειδή παραλλαγές του FOXP2 έχουν συνδεθεί με τη λεκτική δυσπραξία, μια κατάσταση κατά την οποία οι ασθενείς δυσκολεύονται να παράγουν γλώσσα ή ομιλία. Άλλες μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι το FOXP2 συνδέεται με άλλες νευροψυχιατρικές ασθένειες, όπως ο αυτισμός, η σχιζοφρένεια και η επιληψία.
Ο Sestan και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι το γονίδιο αυτό παρουσιάζει ειδική για τα πρωτεύοντα θηλαστικά έκφραση σε ένα υποσύνολο διεγερτικών νευρώνων και ειδική για τον άνθρωπο έκφραση στη μικρογλοία.
“Το FOXP2 ιντριγκάρει πολλούς επιστήμονες εδώ και δεκαετίες, αλλά ακόμα δεν είχαμε ιδέα για το τι το κάνει μοναδικό στον άνθρωπο σε σχέση με άλλα είδη πρωτευόντων”, δήλωσε ο Shaojie Ma, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Sestan και συν-επικεφαλής συγγραφέας. Είμαστε εξαιρετικά ενθουσιασμένοι με τα ευρήματα του FOXP2 επειδή ανοίγουν νέες κατευθύνσεις στη μελέτη της γλώσσας και των ασθενειών”.