استفاده از تصویربرداری عصبی در بررسی تکامل مغز
به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، تغییرات در اندازه و سازماندهی مغز نشان دهنده برخی از متمایزترین تغییرات در ظهور گونه انسان است. با این حال، درک محدودی از چگونگی نقش عوامل ژنتیکی در تغییر آناتومی عصبی در طول تکامل انسان وجود دارد. تجزیه و تحلیل های اخیر غنی سازی وراثت پذیری پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی را در عناصر تنظیم کننده به دست آمده توسط انسان که در رشد اولیه مغز فعال هستند، شناسایی می کنند و بر نواحی سطحی چندین بخش از قشر، از جمله مناطق مرتبط با گفتار نیمکره چپ تأثیر می گذارند. این مطالعات نشان می دهد که چگونه تحقیقات ژنومی تغییرات عصبی آناتومیکی امروزی می تواند به روشن کردن پیچیدگی های گذشته تکاملی انسان کمک کند.
روند تکامل مغز
اندازه و سازماندهی مغز در بین پستانداران، با تفاوت های قابل توجه در گونه های انسانی، تنوع زیادی را نشان می دهد. مطالعات تطبیقی نوروآناتومی میمون، همراه با داده های فسیلی غدد درون ریز از هومینین های باستانی، نشان می دهد که گسترش چشمگیر سطح قشر مغز در دودمان منتهی به هومو ساپینس، و همچنین تغییرات اخیر در شکل مغز وجود دارد. امروزه، سطح قشر مغز انسان 196 ± 1843 سانتی متر مربع در هر نیمکره است، در مقایسه با 599 سانتی متر مربع در هر نیمکره برای نزدیک ترین خویشاوند زنده ما، شامپانزه. تصور می شود که تفاوت در اندازه و شکل مغز با تغییر معماری برای تعدادی از قسمت های ماده سفید همراه بود. با توجه به اینکه تغییرات در آناتومی عصبی با ظهور مهارت های پیچیده زبانی و شناختی در انسان همزمان شده است، پیشنهاد شده است که یک قشر بزرگ و یا تغییرات مرتبط در اتصال و سازمان به تکامل رفتارهای پیچیده کمک کرده است.. با این وجود، علیرغم پیشرفت در طیف وسیعی از رشته ها، ما هنوز درک محدودی از پایه های مولکولی این جنبه های اساسی تکامل مغز انسان داریم.
بررسی های ژنتیکی
یک راه امیدوارکننده برای بررسی، از طریق تحقیقات ژنومی تصویربرداری عصبی در مقیاس بزرگ در انسان های امروزی، ادغام با آخرین داده های حوزه DNA باستانی و ادبیات گسترده تر در مورد ژنتیک مقایسه ای نخستی ها است. مجموعه داده های حاوی داده های MRI مغز و اطلاعات ژنتیکی در مورد پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی (SNPs). در دهه گذشته همچنین شاهد پیشرفت های چشمگیری در تحقیقات DNA باستانی بوده ایم، از جمله کشف آلل های درون گرای فرضی نئاندرتال که می توان آن ها را به درجات مختلفی در ژنوم برخی از انسان های امروزی یافت، که ناشی از رویدادهای ترکیبی در حدود 50000 تا 60000 سال پیش است. چنین یافته هایی منجر به شناسایی بخش های طولانی در ژنوم انسان شد. در یک مقیاس زمانی عمیق تر، عناصر تقویت کننده ای که در دودمان انسانی فعالیت داشتند، با مقایسه پروفایل های اصلاح هیستون پس از ترجمه ژنوم در بافت مغز انسان و موش شناسایی شدند. عناصری از این نوع، که به عنوان تقویت کننده های به دست آمده توسط انسان (HGEs) شناخته می شوند، به طور بالقوه می توانند ابهامات تکامل مغز را روشن کنند.
به طور کلی، از طریق تجزیه و تحلیل داده های ژنتیک تصویربرداری عصبی در مقیاس بزرگ، نشان داده شد که الگوهای تنوع رایج در عناصر HGE، آلل های درون گرای نئاندرتال و بیابان های باستانی بر سطح و اتصال ماده سفید مغز ما در سطح جهانی، منطقه ای، نیمکره و سطوح ریزساختاری به روش های پیچیده به کارگیری رویکردهای مشابه برای سایر معیارهای ساختار و عملکرد مغز انسان، و در نمونه های بزرگ بیشتر، نویدبخش به دست آوردن بینش بیشتر در مورد تکامل گونه انسان است.
