معلومة

Minibrains إنسان نياندرتال مقابل minibrains البشرية

Minibrains إنسان نياندرتال مقابل minibrains البشرية



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Minibrains هي كرات نمت في المختبر من الخلايا العصبية التي تشبه الدماغ (بعيدًا).

أظهرت إحدى الدراسات أن الخلايا مع الجينوم الذي تم استبداله بجينات إنسان نياندرتال أنتجت أدمغة صغيرة كانت "أصغر حجمًا وأكثر وعورة" من أدمغة سابين الصغيرة ، مما يشير إلى وجود اختلاف بين النوعين.

تكمن المشكلة في أن Sapiens و Neanderthals من الأنواع المتشابهة للغاية (أقرب بكثير من البشر والشمبانزي). جعل التهجين معظم البشر اليوم 2٪ إنسان نياندرتال. يبدو من غير المحتمل جدًا أن يكون الاختلاف في البنية الخلوية العصبية أساسيًا لدرجة أنه يظهر في نظام بسيط مثل الدماغ الصغير. وإذا كان الأمر كذلك ، فمن غير المرجح أن تعمل أدمغة الهجين حتى.

فرضية أخرى هي أن جينوم الإنسان البدائي أو جينوم epi قد تضرر بآلاف السنين من التعرض. أتوقع أن ينتج جينوم الشمبانزي الجديد أدمغة صغيرة مماثلة للإنسان لأن الأنواع قريبة جدًا ومتشابهة معرفيًا حتى عمر الطفل الصغير.

هل الضرر الجيني وليس اختلاف الأنواع هو التفسير الأكثر ترجيحًا لهذه الاختلافات في الدماغ الصغير؟


تكشف Minibrains النياندرتالية التي نمت في المختبر مدى اختلافها عن البشر

ربما تكون قد سمعت: اكتشف العلماء كيفية تنمية أدمغة مصغرة من الخلايا الجذعية. رائع ، أليس كذلك؟ حسنًا ، تمكنوا الآن من تنمية أدمغة إنسان نياندرتال أيضًا. نتيجة لذلك ، لدينا فكرة أكثر عن سبب ازدهار سكاننا ، مما يساعدنا على أن نصبح الأنواع المهيمنة على الأرض ، بينما تتعثر أنواعهم.

الإصدار المختصر: يتعلق بالطريقة التي يبني بها الدماغ نفسه أثناء تطوره. على الرغم من أن البحث لم يجد طريقه بعد إلى منشور تمت مراجعته من قِبل النظراء ، إلا أن عرضًا تقديميًا للعمل من أوائل هذا الشهر (وتم الإبلاغ عنه بواسطة مجلة العلوم) لاحظ أن بعض الاختلافات الرئيسية تشير إلى أن إنسان نياندرتال لا يستطيع التواصل بشكل جيد بقدر ما نستطيع. لم تكن أدمغتهم ببساطة مصممة للتعامل مع الأمر.

البشر ليسوا سريعين جدًا أو أقوياء. الركبتين لدينا هي نكتة تطورية قاسية وشعرنا لا معنى له. دعونا لا ندخل حتى في أكياس اللكم المترهلة والغريبة التي تتدلى من الجزء الأمامي لبعضنا.

وعلى الرغم من كل ذلك غزونا العالم. إن الفهم المشترك لكيفية قيامنا بذلك ، والذي تم تعزيزه بواسطة هذه النياندرويدات الجديدة (وهذا ما يسميه الباحثون الحيتان الصغيرة المخبرية) هو أننا قادرون على التواصل والتواصل الاجتماعي. لقد طورنا قبائلًا ومجتمعات ضخمة جعلتنا أقوى من أي حيوان آخر هناك.

الإعلانات

الإعلانات

عندما تم تجميع أدمغة إنسان نياندرتال الصغيرة في المختبر ، كانت تشبه شكل الفشار. من ناحية أخرى ، كانت الأدمغة البشرية صغيرة كروية بدرجة أكبر ، وفقًا لـ مجلة العلوم. لاحظ العلماء الذين يقفون وراء المشروع أن الطريقة التي تطورت بها الخلايا العصبية وتواصلت مع بعضها البعض تشبه الطريقة التي تتطور بها بعض الخلايا العصبية لدى الأشخاص المصابين باضطراب طيف التوحد. لقد أوضحوا أنهم لم يرسموا أوجه تشابه بين إنسان نياندرتال والأشخاص المصابين بالتوحد - بل إن أوجه التشابه في هياكل الدماغ قد تشير إلى أن القدرة على التواصل مع الآخرين تعمل هناك بشكل مختلف عن البشر الذين لديهم هياكل عصبية مختلفة.

تمنح الأدمغة الصغيرة المزروعة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات للعلماء فرصة لفهم الدماغ بشكل أفضل وكيفية تطوره. كما أنها تمنح الباحثين فرصة لاختبار أدوية جديدة على نموذج بشري (مبسط) ، مما يؤدي إلى نتائج أفضل من الاختبارات على الحيوانات.

وبينما لا تزال هذه الحبيبات الصغيرة تعتبر أدوات معملية ، يعمل العلماء بالفعل على وضع مبادئ توجيهية أخلاقية لكيفية معالجتها ، هل ينبغي لنا يومًا ما أن نطور القدرة على تنمية أدمغة أكثر تقدمًا في المختبر.

لكننا لم نصل إلى هناك بعد. لكي نكون واضحين ، لم ينمي العلماء إنسان نياندرتال حي - لقد استخدموا الخلايا الجذعية لنقل جينات الإنسان البدائي لتنمية نسخة صغيرة ومبسطة من عضو يشبه الدماغ.


علماء الوراثة ينمون إنسان نياندرتال & quotMinibrains & quot في المختبر - إليك كيف

إنهم ينشرون نظريات جديدة حول العلاقة بين البشر وإنسان نياندرتال.

من أجل دراسة أدمغة إنسان نياندرتال ، اعتمد الباحثون في الغالب على تحليل الجماجم المتحجرة لاستنتاج ما قد تحتوي عليه. لكن وفقًا لعالم الوراثة أليسون موتري ، دكتوراه ، هناك تقنية جديدة تظهر بين فريقه من الباحثين في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو: زراعة أدمغة إنسان نياندرتال الصغيرة.

في مؤتمر UCSD في يونيو بعنوان "الخيال والتطور البشري" ، كشف موتري أن فريقه استخدم الخلايا الجذعية التي تحتوي على الحمض النووي لإنسان نياندرتال ومحرر الجينوم كريسبر لإنشاء كتل بحجم حبة البازلاء يمكن أن تحاكي القشرة أو الطبقة الخارجية من الدماغ. تم الإبلاغ عن التقنية المثيرة للجدل لأول مرة في علم الاربعاء.

لتنمية هذه الحبيبات الصغيرة ، ركز Muotri على الجين المشفر للبروتين المعروف باسم NOVA1. نظرًا لأن هذا الجين يتحكم في تضفير RNA من جينات أخرى ، فمن المحتمل أن NOVA1 ساعد في إنتاج أكثر من 100 بروتين في أدمغة إنسان نياندرتال ، وهي نقطة انطلاق رائعة لإعادة إنشاء واحد اليوم.

باستخدام التكرارات المتناظرة القصيرة المنتظمة المتباعدة بانتظام (CRISPR) ، وهي أداة لتعديل الجينومات وتغيير تسلسل الحمض النووي ، تمكن فريق Muotri من أخذ خلايا الجلد البشرية والتلاعب بجينوماتها لتحويلها إلى خلايا جذعية متعددة القدرات ، قادرة على إحداث عدة خلايا مختلفة. أنواع الخلايا.

بشكل ملائم ، يحتوي NOVA1 في إنسان نياندرتال على زوج أساسي واحد فقط يختلف عن NOVA1 للإنسان الحديث ، لذلك يمكن أن تسمح CRISPR للعلماء باستهداف NOVA1 في الخلايا الجذعية البشرية والمبادلة في زوج قاعدة الإنسان البدائي. وهكذا ، تشكلت الخلايا الجذعية "النياندرتالية" الجديدة لتنمو إلى أدمغة صغيرة ، أو أشباه عضويات يمكنها الكشف عن التفاصيل المحيطة بهيكل ووظيفة دماغ إنسان نياندرتال الفعلي.

يستغرق نمو دماغ صغير من الخلايا الجذعية للإنسان البدائي شهورًا ، لكن العملية أعطت موتري بالفعل رؤية جديدة. وجد فريق العلماء التابع له أن الخلايا العصبية داخل NOVA1 لإنسان نياندرتال تهاجر بسرعة أكبر داخل الدماغ الصغير أثناء تكوّنه.

في حين لم يتم نشر نتائج هذه التقنية المثيرة للجدل بعد ، يعتقد موتري أن هذه التجربة لن توضح الروابط بين أدمغة الإنسان والنياندرتال فحسب ، بل يمكن أن تساعد العلماء على تحديد الفروق أو العيوب في نمو الخلايا العصبية البشرية بشكل أفضل.


تلميح "minibrains" المستوحى من إنسان نياندرتال

روبرت جورتر: عندما يدرس المرء علم الأحياء التطوري ، قد يسأل المرء السؤال (الفلسفي): "ما هو أولًا: الدجاجة أم البيضة؟" أو بعبارة أخرى ، هل كانت هناك خطة لتطوير الجسم المادي كما لدينا اليوم (الانسان العاقل) أو يمكن / يمكن أن يتطور جسمنا من خارج إعلان عشوائي في مرحلة ما ، خرجنا منها بصفتنا أكثر الكائنات تكيفًا. يمكن للمرء أن يجادل في وجود خطة لوضع صندوق الانسان العاقل كما نعرفها وأيها يجرّد الوعي بالذات؟ بعد ذلك ، يمكننا اعتبار عالم الحيوان من حولنا بمثابة تجارب للوصول إلى أفضل نتيجة ممكنة. أنتج التطور عددًا مذهلاً ومتنوعًا في الحشرات. تقريبا. 6 ملايين حشرة ظهرت إلى الوجود. يمكن للمرء أن يشعر بأنه في وقت مبكر من التطور ، تم استخدام الحشرات لإجراء "التجارب" بشكل مكثف.

تطور الحشرات

يعتمد أحدث فهم لتطور الحشرات على دراسات الفروع العلمية التالية: البيولوجيا الجزيئية ، ومورفولوجيا الحشرات ، وعلم الحفريات ، وتصنيف الحشرات ، والتطور ، وعلم الأجنة ، والمعلوماتية الحيوية ، والحوسبة العلمية. تشير التقديرات إلى أن فئة الحشرات نشأت على الأرض منذ حوالي 480 مليون سنة ، في Ordovician ، في نفس الوقت تقريبًا ظهرت النباتات الأرضية. قد تكون الحشرات قد تطورت من مجموعة من القشريات. كانت الحشرات الأولى متجهة إلى اليابسة ، ولكن منذ حوالي 400 مليون سنة في العصر الديفوني ، تطورت سلالة واحدة من الحشرات ، وكانت أول الحيوانات تفعل ذلك. تم اقتراح أقدم حفرية حشرة Rhyniognatha هيرستي، التي يقدر عمرها بـ 400 مليون سنة ، ولكن تم الطعن في هوية الحشرة من الحفرية. تغيرت ظروف المناخ العالمي عدة مرات خلال تاريخ الأرض ، ومعها تنوع الحشرات. ال الظفرة (الحشرات المجنحة) تعرضت لإشعاع كبير في الكربوني (منذ 356 إلى 299 مليون سنة) في حين أن Endopterygota (الحشرات التي تمر بمراحل مختلفة من الحياة مع التحول) تعرضت لإشعاع كبير آخر في العصر البرمي (299 إلى 252 مليون سنة مضت).

تطورت معظم رتب الحشرات الموجودة خلال العصر البرمي. انقرضت العديد من المجموعات المبكرة أثناء الانقراض الجماعي عند حدود Permo-Triassic ، وهو أكبر حدث انقراض في تاريخ الأرض ، منذ حوالي 252 مليون سنة. تطور الناجون من هذا الحدث في العصر الترياسي (منذ 252 إلى 201 مليون سنة) إلى ما هو أساسًا أوامر الحشرات الحديثة التي لا تزال قائمة حتى يومنا هذا. ظهرت معظم عائلات الحشرات الحديثة في العصر الجوراسي (من 201 إلى 145 مليون سنة).

في مثال مهم على التطور المشترك ، هناك عدد من مجموعات الحشرات الناجحة للغاية - خاصةً غشائيات الأجنحة (الدبابير والنحل والنمل) و حرشفية الأجنحة (الفراشات) وكذلك العديد من أنواع ديبتيرا (الذباب) و غمديات الأجنحة، الخنافس (الخنافس) - تطورت جنبًا إلى جنب مع النباتات المزهرة خلال العصر الطباشيري (منذ 145 إلى 66 مليون سنة).

تطورت العديد من أجناس الحشرات الحديثة خلال حقب الحياة الحديثة التي بدأت منذ حوالي 66 مليون سنة. غالبًا ما أصبحت الحشرات من هذه الفترة وما بعدها محفوظة في الكهرمان ، وغالبًا ما تكون في حالة ممتازة. يمكن مقارنة هذه العينات بسهولة مع الأنواع الحديثة ، ومعظمها أعضاء في الأجناس الموجودة.

علم الأحياء التطوري هو مجال فرعي من علم الأحياء يدرس العمليات التطورية (الانتقاء الطبيعي ، والنسب المشترك ، والانتواع) التي أنتجت تنوع الحياة على الأرض. في ثلاثينيات القرن الماضي ، ظهر نظام علم الأحياء التطوري من خلال ما جوليان هكسلي يسمى التوليف الحديث للفهم ، من مجالات لم تكن ذات صلة من قبل بالبحوث البيولوجية ، مثل علم الوراثة والبيئة ، والنظاميات وعلم الحفريات.

اتسع نطاق البحث الحالي ليشمل الهندسة الجينية للتكيف ، والتطور الجزيئي ، والقوى المختلفة التي تساهم في التطور ، مثل الانتقاء الجنسي ، والانحراف الجيني ، والجغرافيا الحيوية. علاوة على ذلك ، فإن المجال الأحدث لبيولوجيا التطور التطوري (& # 8220evo-devo & # 8221) يبحث في كيفية التحكم في التطور الجنيني ، وتطور الجنين ، وبالتالي ينتج عنه توليف أوسع يدمج علم الأحياء التطوري مع مجالات الدراسة التي يغطيها التطور السابق. نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة.

التطور هو المفهوم المركزي الموحد في علم الأحياء. يمكن تقسيم علم الأحياء بطرق مختلفة. إحدى الطرق هي مستوى التنظيم البيولوجي ، من الجزيئي إلى الخلية ، ومن الكائن الحي إلى السكان. الطريقة السابقة هي من خلال مجموعة تصنيفية متصورة ، مع مجالات مثل علم الحيوان وعلم النبات وعلم الأحياء الدقيقة ، مما يعكس ما كان يُنظر إليه سابقًا على أنه التقسيمات الرئيسية للحياة. الطريقة الثالثة هي عن طريق النهج ، مثل علم الأحياء الميداني ، وعلم الأحياء النظري ، والتطور التجريبي ، وعلم الحفريات. يمكن دمج هذه الطرق البديلة لتقسيم الموضوع مع علم الأحياء التطوري لإنشاء حقول فرعية مثل علم البيئة التطوري وعلم الأحياء التطوري التطوري.

في الآونة الأخيرة ، أدى الدمج بين العلوم البيولوجية والعلوم التطبيقية إلى ولادة مجالات جديدة تمثل امتدادًا لعلم الأحياء التطوري ، بما في ذلك الروبوتات التطورية ، والهندسة ، [1] الخوارزميات ، [2] الاقتصاد ، [3] والهندسة المعمارية. [4] يتم تطبيق الآليات الأساسية للتطور بشكل مباشر أو غير مباشر للتوصل إلى تصميمات جديدة أو حل المشكلات التي يصعب حلها بطريقة أخرى. يساهم البحث الذي تم إنشاؤه في هذه المجالات التطبيقية بدوره في التقدم ، خاصة بفضل العمل على التطور في مجالات علوم الكمبيوتر والهندسة مثل الهندسة الميكانيكية. [5]

ما الذي يميز الحمض النووي الذي يجعل الدماغ البشري "بشريًا"؟ سعيًا لفهم كيفية تطور أدمغتنا المعقدة ، قام الباحثون الآن بتحويل جين بشري واحد إلى نظيره النياندرتالي في أنسجة المخ المزروعة في طبق المختبر. تكشف التغييرات التي تطرأ على العضواني الناتج عن الدور الذي قد يكون هذا الجين قد لعبه في نمو الدماغ القديم والحديث.

تقول ديبرا سيلفر ، عالمة الأحياء العصبية التنموية في جامعة ديوك ، والتي لم تشارك في هذا العمل: "هذه من بين الدراسات الأولى من نوعها للتحقيق في كيفية تأثير تغييرات معينة في الحمض النووي للإنسان الحديث على نمو الدماغ". على الرغم من أن العمل السابق قد استخدم مقاربات مماثلة لفحص الاختلافات بين أدمغة البشر والرئيسيات الأخرى ، فإن العمل الجديد ينظر إلى قريب أقرب ، حيث من المتوقع أن تكون الاختلافات أكثر دقة.

إعادة بناء ذكر إنسان نياندرتال

إنسان نياندرتال بشر قديمون عاشوا منذ 500000 سنة إلى حوالي 11700 سنة ، يتزاوجون مع جنسنا البشري ، الانسان العاقلفي معظم ذلك الوقت. كانت أدمغتهم بحجم عقولنا تقريبًا ، لكن علماء الأنثروبولوجيا يعتقدون أنه لا بد أنهم عملوا بشكل مختلف بشكل لا يصدق ، لأنه في تلك مئات الآلاف من السنين ، لم يحقق إنسان نياندرتال أبدًا التكنولوجيا المتطورة والبراعة الفنية التي حققها البشر.

إعادة بناء أنثى نياندرتال (متحف على إنسان نياندرتال في ألمانيا)

لاستكشاف الاختلافات التي قد توجد ، عالم الأعصاب أليسون موتري من جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو (جامعة كاليفورنيا) ، وقارن فريقه أولاً جينومات البشر المعاصرين مع جينومات إنسان نياندرتال ودينيسوفان - إنسان قديم آخر - أعيد بناؤها من عظام محفورة. ووجدوا 61 جينًا يمتلك جميع البشر المعاصرين نسخة واحدة منها والبشر القدماء لديهم نسخة أخرى.

إعادة البناء للتعبير عن الاختلافات بين إنسان نياندرتال وإنسان حالي (Neanderthal Museum Germany)

ثم استخدم فريقه أداة تعديل الجينات CRISPR على الخلايا الجذعية المشتقة من خلايا الجلد البشري لتعديل جين ، NOVA1 ، المعروف بتنظيم نشاط الجينات الأخرى أثناء نمو الدماغ المبكر. أدى تبديل قاعدة DNA واحدة فقط إلى تحويل هذا الجين إلى Neanderthal NOVA1. بعد ذلك ، قام الباحثون بتنمية مجموعات صغيرة من خلايا الدماغ تسمى عضيات ، مع وبدون نسخة إنسان نياندرتال ، وقارنوها. تعد الكائنات العضوية بعيدة كل البعد عن العقول الحقيقية ، ولا يمكن بأي حال من الأحوال اعتبار الأشخاص الذين لديهم جين نياندرتال واحد أشباه عضويات "إنسان نياندرتال" بالكامل ، كما تحذر مادلين لانكستر ، عالمة الأحياء التطورية في مختبر البيولوجيا الجزيئية التابع لمجلس البحوث الطبية.

تحمل هذه العضيات الدماغية جين النياندرتال. (MUOTRI LAB / جامعة كاليفورنيا ، سان دييجو)

ومع ذلك ، فإن تغيير هذا الجين أدى إلى تغيير نمو العضو العضوي ومظهره ونشاطه الكهربائي ، حسبما أفاد موتري وزملاؤه اليوم في مجلة Science (فبراير 2021). ينضج العضوي المعدل بشكل أسرع ، مما ينتج عنه سطح غير مستوٍ ومعقد بدلاً من سطح أملس. تم تسريع نشاطه الكهربائي بسرعة أكبر من نشاط نظيره ، وتعتمد الروابط بين الأعصاب والمشابك على إصدارات وتفاعلات مختلفة قليلاً للبروتينات الرئيسية. علاوة على ذلك ، لم تكن النبضات الكهربائية متزامنة كما هو الحال في العضويات البشرية الحديثة تمامًا. يقول أرنولد كريجستين ، عالم الأعصاب التنموي في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو: "يبدو أن أي شيء يمكنهم [اختباره] يظهر فرقًا" (جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو).

يقول موتري إن النتائج ، التي صمدت في الاختبارات التي أجريت باستخدام الخلايا الجذعية البشرية المستمدة من خلايا جلد متبرع مختلف ، "تخبرنا أن أدمغتهم ربما تعمل بطريقة مختلفة عن عملنا".

الباحثون متحمسون ولكن حذرون بشأن هذه النتائج. يقول Svante Pääbo ، مدير معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية: "من المدهش أنه من خلال تغيير حمض أميني واحد في بروتين واحد ، يخلق المرء تأثيرًا مرئيًا حتى في كيفية ظهور العضيات في المجهر". ولكن نظرًا لأن العضيات لا تمثل سوى المراحل الأولى من التطور ، "من الصعب معرفة كيف ستظهر [التغييرات] في دماغ أكثر نضجًا" ، كما يقول كريجستين.

ويضيف ولفغانغ إينارد ، عالم الوراثة التطورية في جامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونيخ ، على الرغم من أنها يمكن أن تكون قوية ، إلا أنها "أداة صعبة". قد يكون من الصعب نموها وغالبًا ما يصعب تكرار خصائصها عبر الدُفعات.

لكن موتري لا يخجل. الآن بعد أن تم تثبيت البروتوكول ، أطلق هو وباحثون آخرون من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو مركزًا لتوسيع دراستهم للمتغيرات الجينية البشرية القديمة. بعد أن اكتشفوا تأثيرات أحد جينات الإنسان البدائي ، أصبحوا جاهزين للتعامل مع الجين الآخر البالغ 60 عامًا.


القبو الجذعي

لطالما كان تطور البشر المعاصرين موضوعًا يكتنفه الغموض. بعض ما هو معروف هو أن إنسان نياندرتال ، وهو نوع بشري قديم عاش على هذا الكوكب حتى حوالي 11700 عام ، تزاوج مع جنسنا البشري (الإنسان العاقل) في وقت ما. على الرغم من أن أدمغتهم كانت كبيرة مثل أدمغتنا ، يعتقد علماء الأنثروبولوجيا أنه لا بد أنهم عملوا بشكل مختلف بسبب حقيقة أنهم لم يحققوا أبدًا التكنولوجيا المتطورة والفن الذي يتمتع به البشر المعاصرون.

نظرًا لأن الأدمغة لا تتحجر ، فقد كان من الصعب رؤية كيف تغير هذان النوعان البشريان الأوائل بمرور الوقت. للمساعدة في الإجابة على هذا السؤال ، ابتكر الدكتور أليسون موتري وفريقه في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ما يسمى & # 8220mini-brains & # 8221 باستخدام الخلايا الجذعية وتكنولوجيا تحرير الجينات لفهم كيفية عمل دماغ الإنسان البدائي بشكل أفضل.

في هذه الدراسة ، قام الدكتور موتري وفريقه بتقييم الاختلافات الجينية بين البشر المعاصرين وإنسان نياندرتال عن كثب. وجدوا ما مجموعه 61 جينًا مختلفًا ، لكن في هذه الدراسة ركزت على واحد على وجه الخصوص يلعب دورًا في التأثير على نمو الدماغ المبكر.

عضويات الدماغ التي تحمل جين النياندرتال.
الصورة مجاملة من Muotri Lab و UCSD

باستخدام تقنية تعديل الجينات ، أدخل الفريق نسخة إنسان نياندرتال من الجين إلى الخلايا الجذعية البشرية. ثم تم استخدام هذه الخلايا الجذعية ، التي لديها القدرة على أن تصبح أنواعًا مختلفة من الخلايا ، في تكوين خلايا الدماغ. شكلت هذه الخلايا في النهاية عضيات دماغية أو & # 8220mini-brains & # 8221 ، نماذج ثلاثية الأبعاد مصنوعة من خلايا يمكن استخدامها لتحليل سمات معينة للدماغ البشري. على الرغم من أنها بعيدة كل البعد عن النسخ المتماثلة المثالية ، إلا أنه يمكن استخدامها لدراسة البنية الفيزيائية والخصائص الأخرى. في دراسة سابقة ممولة من CIRM ، استخدم الدكتور Muotri "أدمغة صغيرة" لنمذجة اضطراب طيف التوحد والمساعدة في اختبار العلاجات.

وجد الدكتور Muotri وفريقه أن عضيات الدماغ الشبيهة بإنسان نياندرتال تبدو مختلفة تمامًا عن أشباه عضية الدماغ البشري الحديثة ، ولها شكل مختلف تمامًا. بعد إجراء مزيد من التحليل ، وجد الفريق أن عضيات الدماغ الحديثة والشبيهة بإنسان نياندرتال تختلف أيضًا في طريقة نمو خلاياها. بالإضافة إلى ذلك ، اختلفت الطريقة التي تشكلت بها الروابط بين الخلايا العصبية وكذلك البروتينات المشاركة في تكوين هذه الروابط بين العضيتين. أخيرًا ، أظهرت النبضات الكهربائية نشاطًا أعلى في مراحل مبكرة ، لكنها لم تتم مزامنتها في الشبكات في أشباه عضويات الدماغ الشبيهة بإنسان نياندرتال.

وفقًا لموتري ، تتغير الشبكة العصبية في عضيات الدماغ الشبيهة بإنسان نياندرتال تحاكي الطريقة التي يكتسب بها الرئيسيات حديثي الولادة قدرات جديدة بسرعة أكبر من الأطفال حديثي الولادة.

في بيان صحفي صادر عن جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ، يناقش الدكتور موتري الخطوات التالية في تطوير هذا البحث.

& # 8220 ركزت هذه الدراسة على جين واحد فقط يختلف بين البشر المعاصرين وأقاربنا المنقرضين. بعد ذلك ، نريد إلقاء نظرة على الـ 60 جينًا الأخرى ، وماذا يحدث عندما يتم تغيير كل منها ، أو مزيج من اثنين أو أكثر. نحن نتطلع إلى هذا المزيج الجديد من بيولوجيا الخلايا الجذعية وعلم الأعصاب وعلم الجينات القديمة. & # 8221


علم فراسة الإنسان البدائي ، بقلم سموت كلايد

لم يكن لدى الأجيال السابقة ألعاب الفيديو ووسائل التواصل الاجتماعي والاتصالات الرقمية التي يمكنهم استحضارها لتحذيرات رهيبة من التدهور العقلي وعودة الشباب إلى Morlocks. وبدلاً من ذلك ، فقد اكتفوا بالسرعة غير المسبوقة والتوافر السهل للنقل بالسيارات ، الأمر الذي من شأنه أن يغير حتمًا جماجم السائقين إلى شكل أكثر استطالة ، كشكل من أشكال الانسيابية ، مع ما يصاحب ذلك من آثار على العقل ، مما يبشر بمستقبل وحشي متدهور ، تتدهور العقليات عندما تفيض المصحات. ***

قطار فكري طبيعي & # 8211 قطار الركاب المحلي ، وليس الخدمة السريعة السريعة & # 8211 يقودنا إلى Kochiyama et al. (2018) ، الذي قارن مؤخرًا بين إنسان نياندرتال والجمجمة الحديثة تشريحًا ، لتحديد الاختلافات في الشكل واستنتاج كيفية تأثير ذلك على إدراك الإنسان البدائي. بواسطة & # 8220the Neandertal Skull & # 8221 ، نعني أربعة قروحات فردية ، كل منها مُعاد تجميعها من شظايا باستخدام أحدث الأساليب & # 8216 guesswork & # 8217 لاستيفاء البتات المفقودة ونفس الشيء بالنسبة لممثلي Cro-Magnon الأربعة. تفترض الخطوات اللاحقة في منطق التخمين أن أحجام فصوص الدماغ مرتبطة بشكل صارم بشكل الجمجمة ، وأن التشوهات الشعاعية فقط ممكنة: على سبيل المثال ، إذا تم ضغط جبين شخص ما ، فإن الفص الأمامي خلفه يجب أن يكون أصغر.

دليل على أن إنسان نياندرتال لم يكن قادرًا على أي تفاعلات اجتماعية محفزة فكريا ، من Kochiyama at al، Sci Reports 2018

وهذا ما يفسر غياب وظائف الفص الجبهي بين المايا ، وثقافات ما قبل كولومبوس الأخرى ، والقبائل الجرمانية الشرقية ، والفلاحين الفرنسيين ، ومجموعات أخرى لا حصر لها معروفة بتعديل أطفالهم & # 8217 ملامح الجمجمة مع ربط الرأس لأغراض جمالية وتعزيز المكانة.

على أي حال & # 8230 Kochiyama et al. وصفوا بأنهم رواد في هذا المجال الجديد المزدهر من علم فراسة الإنسان البدائي الكمي:

ولكن كما قال المؤلف المشارك لـ SR Naomichi Ogihara لمجلة Scientific American ، فإنهم أول من أعاد بناء أدمغة إنسان نياندرتال رقميًا.
"تسمح طريقتنا بتقدير شكل وحجم كل منطقة دماغية ، وهو أمر مستحيل تمامًا بمجرد تحليل الأسطح داخل الجمجمة."

الادعاء بالأسبقية صحيح طالما أن المرء يتجاهل دراسة سابقة قليلًا وأقل شهرة (Neubauer، Hublin and Gunz، 2018). أليس & # 8217t هو نفسه دائمًا؟ تنتظر بحثًا عن ورقة بحثية عن علم فراسة الإنسان النياندرتال ، ثم يأتي اثنان في وقت واحد.

لم تكن أدمغة إنسان نياندرتال كروية بما فيه الكفاية. من المحتمل أنهم آمنوا بنظرية الأرض المسطحة ولم يتمكنوا من بناء رجل ثلج كلاسيكي ثلاثي الكرات وجزرة. من Neugebauer et al Science Advances 2018

من المحتمل جدًا أن فكرة الاستقراء من شكل الجمجمة إلى وظائف المخ قد ظهرت لكثير من الناس في الماضي ، ولكن تم رفضها سابقًا باعتبارها سخيفة.

في العصر الذهبي لقياس القحف في أوائل القرن العشرين ، أحب هواة الجمجمة وعلماء الأنثروبولوجيا السادة تقسيم السكان إلى أولئك الذين لديهم رؤوس بطيئة الرأس ودولية الرأس و # 8230 رؤوس ضيقة طويلة (النوع الأخير) كانت أكثر شيوعًا في أوروبا ، وبالتالي فهي متفوقة . لكن لم يجادل أحد في أن أصحاب الجماجم الأوسع نطاقا العضدي الرأس يمتلكون أيضًا فصوصًا صدغية أكبر وسيكونون أكثر مهارة في اللغة والذاكرة والتعرف على الوجه.

تقع كلتا الدراستين الآن ضمن نوع أدبي معترف به حيث يتكهن الروائيون وعلماء النفس التطوريون وغيرهم من مؤلفي الروايات حول الاختلافات العقلية بين إنسان نياندرتال ومعاصريه تشريحًا حديثًا ، وحول ندوب الخطيئة الأصلية للذاكرة العرقية التي ألحقها الأخير بالآخرين. صدمة الاضطرار إلى إبادة الأول. يتبع المؤلفون دورة مدتها 30 عامًا تقريبًا ، موضحين الإحياء الحالي لهذا التقليد الأدبي: انظر Wells 1921 Harness 1953 Golding 1955 Kurtén 1978 Auel 1980. **

وغني عن القول أن إنسان نياندرتال يجب اختلفوا في بعض الاحترام ، لأنها لم تعد موجودة ويجب أن يكون هناك سبب لذلك. أيضًا لا أحد يريد تفويت فرصة التحدث عن أنفسنا و & # 8216 الطبيعة البشرية & # 8217 تحت ستار الحديث عما نحن عليه ليس. إذا لم يكن إنسان نياندرتال موجودًا ، فسيكون من الضروري اختراعهم.

متعطش ممزقة القراء (هل هناك أي نوع آخر؟) سيتذكرون بداية هذا الإحياء بنظرية & # 8216 الدماغ البصري & # 8216 من عام 2013. في هذا ، خصص التطور الكثير من قشرة الإنسان البدائي لمعالجة المعلومات المرئية (للتعويض عن المستوى الأدنى من الإضاءة في موطنهم الأوروبي الشمالي من الجليد والعواصف الثلجية ودببة الكهوف) أنه لم يتم ترك أي قوة عقلية لمهارات الإدراك الاجتماعي ولم يتمكنوا من التعاون في مجموعات. تم تقديم تجاويف العين الكبيرة كدليل ، وتم شرحها على أنها تكيف لالتقاط المزيد من الفوتونات. هذا علم لذا فإن الدليل ليس مجرد & # 8216 مقدم & # 8217 أو & # 8216tabled & # 8217 ، إنه كذلك مقدم.

إنها نظرية سخيفة للغاية حتى بمعايير الاسترخاء ممزقة، ولا يمكنني إلا أن أفترض أنه تم قبوله فيه بروك. روي. شركة بلأن المؤلف الثالث كان دنبار (من نفس الاسم). قد يظن بعض الناس أنه إذا قام إنسان نياندرتال بتوسيع عيون أبطأ من الضوء ، فإن هذا سيكون نتخلص مع الحاجة إلى معالجة عصبية خاصة للرؤية الليلية تتطلب نصف قشرتهم & # 8230 لكن هؤلاء الأشخاص هم نفس المشككين الذين يقولون أيضا نشير إلى أن إنسان نياندرتال عاش في جميع أنحاء بلاد الشام ولم يتم تكييفه حصريًا مع شمال أوروبا (حيث توجد الكثير من الكهوف حيث ظهرت عظامهم) ، لذلك يمكن تجاهل آرائهم بأمان.

نشرة صحفية قاتلة العلم المتخلفين في ذلك الوقت ركزوا على استطالة الجانب البدائي من المقارنة:

وفي الواقع ، تشير جماجم الإنسان البدائي إلى أن البشر المنقرضين لديهم مناطق مستطيلة في الجزء الخلفي من أدمغتهم ، تسمى & # 8220 كعكة النياندرتال ، & # 8221 حيث تكمن القشرة البصرية.
& # 8220 يبدو وكأنه سيدة فيكتورية & # 8217s رئيس ، & # 8221 دنبار أخبر LiveScience.

هنا في ممزقة معهد العلوم غير النقية و Innuendo غير المبرر ، نعزو هذا الاستطالة الدماغية إلى السرعة الشديدة لأشكال النقل من العصر الحجري القديم التي يفضلها إنسان نياندرتال (أو ربما مارسوا ربط الرأس) ، لكن العلماء الآخرين بطيئون في قبول هذا التفسير.

نيوباور وآخرون. (2018) تماشى مع السرد الكروي / الاستطالة لتفسير صعود Cro-Magnon. في المقابل ، Kochiyama et al. (2018) (العودة إليهم أخيرًا!) انطلق في اتجاه جديد. غير قادر على العثور على أي مقنع دماغي الاختلافات بين عمليات إعادة بناء الإنسان البدائي و Cro-Magnon ، استمروا في الصيد ، وأفادوا في النهاية أن الأدمغة الحديثة لديها أكبر المخيخ. أو المخ ، حسب مقتضى الحال. وقد أدى ذلك بدوره إلى استنتاج مذهل مفاده أن المخيخ ، الذي كان يُنظر إليه سابقًا على أنه مسؤول عن & # 8216 تسلسل / تنسيق العضلات & # 8217 الحسابات للحركات الروتينية ، يجب أن يكون في الواقع مركز أعمالنا. أعلى الصفات المعرفية. انا لن افعل هذا:

يظهر تحليل علمي جديد أن الجماجم البشرية تتشكل بطريقة تشير إلى أنها تغلف الأدمغة بمخيخ أكبر قليلاً من إنسان نياندرتال. المخيخ هو منطقة دماغية مرتبطة بأنشطة مثل التخطيط والتكيف مع بيئات جديدة والتبديل بين المهام وبناء العلاقات الاجتماعية & # 8221.

& # 8220 ولأن حجم المخيخ مرتبط بقدرات مثل المرونة الإدراكية ومعالجة اللغة وسعة الذاكرة العاملة ، يجادل العلماء بأن نصفي الكرة المخية الأكبر ربما ساعد البشر على البقاء والتكيف مع عالم خطير بينما لم يستطع إنسان نياندرتال. & # 8221

هذه هي النقطة التي يعترض فيها المتحذلقون والنقاد المعتادون على أن الحجم والكثافة العصبية للمخيخ تميل أيضًا إلى أن تكون أكبر عند الرجال منها عند النساء. مما يعني على الأرجح:

كان إنسان نياندرتال غير منظم وغير اجتماعي وعديم الخيال وفشل متعدد المهام مثل نساء العصر الحديث!

بعد كل ذلك ، من المريح اللجوء إلى بحث حديث بمقاربة مختلفة لمسألة قياس الجمجمة في إنسان نياندرتال: Gregory et al. قدم (2017) المفهوم المفيد لـ & # 8220NeanderScore & # 8221 وأعاد بناء شكل الجمجمة النموذجي من خلال قياس الأشخاص الأحياء وترتيبهم حسب نسبهم من أصل إنسان نياندرتال. يميل البشر البدائيون المرتفعون إلى امتلاك أدمغة أكبر ، خاصةً في الخلف في & # 8220occipito-parieto-temporal patch & # 8221 ، وكانوا موهوبين بشكل خاص في منطقة التلم داخل الفص الجداري (ربما أفضل وصف لها على أنها مهمة للمهارات البصرية الحركية).

Gregory et al Sci Reports 2017 ، الشكل 2. تغيرات الدماغ المرتبطة بـ NeanderScore في التلم داخل الفص الجداري. التباين الهيكلي للتلم داخل الفص الجداري (IPS) المرتبط بنسبة SNPs المشتقة من الإنسان البدائي (NeanderScore). يُظهر اليسار والوسط مناظر جانبية وخلفية لـ IPS الأيمن على سطح الدماغ المتوسط ​​، مما يوضح التقارب التشريحي لارتباطات NeanderScore مع عمق أكبر للتلم (برتقالي ص & lt 0.05 تصحيح FWE) ، حجم المادة الرمادية (أزرق ص & lt 0.005) ، وحجم المادة البيضاء (أصفر ص & lt 0.005).

& # 8220 وتجدر الإشارة إلى أننا لم نعثر على ارتباطات NeanderScore بأحجام أمامية أصغر حجمًا 38 أو امتدادًا أماميًا قصيرًا للفص الصدغي 13 ، كما قد تم افتراضه من تحليلات الجمجمة السابقة لـ H. neanderthalensis…”

تشابه أحدث عمليات إعادة البناء والأفضل تأسيسًا لمظهر إنسان نياندرتال بشكل غريب صور باولا مودرسون بيكر & # 8216s لها ولزوج أوتو. لا يعني ذلك وجود & # 8217s أي خطأ في ذلك.

https://www.facebook.com/plugins/post.php؟href=https٪3A٪2F٪2Fwww.facebook.com٪2Ftombjorklundart٪2Fposts٪2F1648374121880697&width=500
* هناك أيضًا فكرة استفزازية من Vendramini & # 8217s مفادها أن إنسان نياندرتال كان مفترسًا متفوقًا بينما كان معاصروهم الطبيعيون من الناحية التشريحية مجرد فريسة يجب ملاحقتها واستهلاكها. يقدم هذا تفسيرا محتملا لانقراض Cro-Magnons. أما بالنسبة لمفاهيم Kurup و Kurup & # 8217s الجريئة ولكن ليست متماسكة بشكل خاص حول حضارة نياندرتال التوحد في Dravidian Lemuria ، فكلما قل الكلام كان أفضل.

إذا كنت مهتمًا بدعم عملي ، يمكنك ترك إكرامية صغيرة بقيمة 5 دولارات هنا. أو عدة نصائح صغيرة ، ما عليك سوى زيادة المبلغ كما تريد (2x = 10 5x = 25 يورو). إن رعايتكم الكريمة لصحافيتي ستكون موضع تقدير كبير!

شارك هذا:

مثله:

عن ليونيد شنايدر

صحفي علمي مستقل ورسام كاريكاتير. عالم بيولوجيا الخلية الجزيئية سابقًا. سيرتي الذاتية الأكاديمية على: https://orcid.org/0000-0002-6204-9470


2021 ، رحلة فضائية

في يوليو 2019 ، أعلنت جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ووكالة ناسا إطلاق النار على حافلات صغيرة موتري # 8217 حتى محطة الفضاء الدولية (ISS). لماذا ا؟ من الواضح أن هذا له علاقة ببرنامج استعمار الفضاء ، فقد تحدث موتري نفسه عن مخاوفه بشأن إنجاب رواد الفضاء وإنجاب أطفال لدماغ فائق في رحلات بين النجوم وهم في حالة انعدام الجاذبية. وأوضح البيان الصحفي للجامعة:

& # 8220 تم تخصيص المشروع الأول من نوعه لـ T. Denny Sanford ، المدافع منذ فترة طويلة عن أبحاث الخلايا الجذعية الذي دعمت شراكته عمل Muotri بالإضافة إلى العديد من الكيانات البحثية الرئيسية ، بما في ذلك Sanford Consortium for Regenerative Medicine و UC San Diego مركز سانفورد للخلايا الجذعية السريرية.

في 21 يوليو ، ستشترك جامعة كاليفورنيا في سان دييغو مع Space Tango لإطلاق حمولة من عضويات الدماغ الحية في الفضاءقال إريك فيري ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، أستاذ علوم الأعصاب ومدير مركز آرثر سي كلارك للخيال البشري. "نتائج الدراسة سيكون لها آثار هائلة على استعمار الفضاء وصحة الإنسان. نأمل في تحديد ما إذا كان بإمكان البشرية الوصول إلى الكون الأوسع.

لذلك ترى نوع دعم المانحين المثير للإعجاب الذي يتلقاه Muotri ، بجانب الدعم من زملائه الأكاديميين البارزين مثل Gage و Kriegstein و Pääbo. وصف موتري نفسه تجاربه في الفضاء بأنها & # 8220groundbreaking & # 8221 لأن التواضع الزائف ليس شيئًا له. خبير حقيقي في علوم الطب الحيوي وتكنولوجيا الفضاء كما هو مقتبس:

& # 8220 "لقد مضى وقت طويل جدًا على فشلنا في إدراك أهمية الجاذبية في تطور الأعضاء والجنين" ، هذا ما قاله ديفيد برين ، مؤلف الخيال العلمي ، وباحث مقيم بجامعة سان دييغو ومستشار وكالة ناسا المبتكرة وبرنامج المفاهيم المتقدمة. "مسارنا المستقبلي ، في أن نصبح نوعًا بين الكواكب ، يمكن أن يعتمد على الاكتشافات التي سنبدأ في تحقيقها بهذه المهمة." & # 8221

So proud of Alysson Muotri, scientist and professor @UCSDMedSchool!
This is awesome… very exciting work – brain organoids in a rocket – can't get better than that! @UCSDHealth @UCSanDiego @ResearchUCSD #neuroscience https://t.co/fnYFs4frPo

&mdash Dr.JoAnn Trejo-Unity, Decency, Science &Yes, Truth (@joann_trejo) July 18, 2019

The minibrains were not yet sent into space as promised, not on 21 July 2019 or later on. Maybe it all was a publicity stunt. However, in April 2020, UC San Diego announced that Muotri and other UCSD science entrepreneurs received a $5 million grant from NASA to establish a stem cell lab in space. Muotri’s grant partner Catriona Jamieson was quoted:

We envision that the next thriving ecosystem of commercial stem cell companies, the next nexus for biotechnology, could be created 250 miles overhead by the establishment of these capabilities on the ISS

On July 21, more than 100 “mini-brain” organoids grown @UCSanDiego will be launched to the @Space_Station to study microgravity’s effect on neural development—and investigate prospects for nurturing life beyond Earth. @ucsdhealth @NASA https://t.co/qhpTL6GjGp pic.twitter.com/u0Yga6nUan

&mdash UC San Diego (@UCSanDiego) July 8, 2019

Reagan’s Star Wars, but with capitalist stem cells. The same press release says about the launch date, originally announced for 21 July 2019:

The project’s first flight to the ISS is planned for mid-2021“.

Here my idea: why not sending some Neanderthal minibrains inside crab robots, not just into the Earth orbit, but to colonise the Moon? The Earth is dangerous anyway, what with the viruses raging, maybe Muotri would like to go to the Moon too, and commandeer his Lunar Neanderthal crab robot army via AI generated brain waves?

Either Muotri will end up the biggest embarrassment for his research field and maybe even NASA, or he will be awarded Nobel Prizes in everything: in medicine (for Neanderthal minibrains), in chemistry (for COVID-19 cures from minibrains), physics (for minibrains in space), for peace (for minibrains crab robots delivering democracy everywhere) and in economy (for getting all the funding money there is).

If you are interested to support my work, you can leave here a small tip of $5. Or several of small tips, just increase the amount as you like (2x=€10 5x=€25). I use my own minibrain to write all that.


Sasquatch Chronicles Blog

“Geneticists hope comparing prehistoric and modern biology will help them understand what makes humans unique. Scientists are preparing to create “miniature brains” that have been genetically engineered to contain Neanderthal DNA, in an unprecedented attempt to understand how humans differ from our closest relatives.

في الأشهر القليلة المقبلة ، ستُنمو الكتل الصغيرة من الأنسجة ، والمعروفة باسم عضيات الدماغ ، من الخلايا الجذعية البشرية التي تم تعديلها لتحتوي على نسخ "إنسان نياندرتالي" من عدة جينات.

العضيات بحجم العدس ، غير القادرة على التفكير أو المشاعر ، تكرر بعض الهياكل الأساسية لدماغ بالغ. يمكن أن يثبتوا لأول مرة ما إذا كانت هناك اختلافات ذات مغزى بين بيولوجيا دماغ الإنسان والنياندرتال.

“Neanderthals are the closest relatives to everyday humans, so if we should define ourselves as a group or a species it is really them that we should compare ourselves to,” said Prof Svante Pääbo, director of the genetics department at the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig, Germany, where the experiments are being performed.”

14 Responses to “News of the strange: Scientists grow ‘mini-brains’ using Neanderthal DNA”

Oh yeah, this can’t be good. A brain with no feelings, thoughts- hey wasn’t that already done? (insert political party of your choice)


What Miniature Lab-Grown Brains Reveal About the Effects of Covid-19

Organoids are helping scientists study the coronavirus

While there’s growing evidence that animals may suffer from anxiety and depression and that some monkeys exhibit autism-like symptoms, schizophrenia seems uniquely human. Muotri’s lab is interested in finding out the biological underpinnings behind why humans are so susceptible to schizophrenia and other psychiatric and neurodevelopmental disorders.

A 2016 study suggested that schizophrenia is a modern development, one that emerged after humans diverged from Neanderthals. Other studies have found links between Neanderthal genes — many of us harbor between 1% to 2% of Neanderthal DNA — and the risk of depression and addiction. (My colleague Dana Smith at Elemental recently wrote about the various theories that explain why our brains evolved to be depressed.)

“I think reconstructing the evolutionary path that increases the complexity of the human brain will allow us to understand how those diseases became so frequent for us,” Muotri says.

To create the organoids, Muotri and his team first compared the genomes of modern humans to those of Neanderthals and Denisovans, another group of early hominids that split off from Neanderthals 400,000 years ago. The researchers were looking for genetic differences that could explain how modern humans evolved. They found 61 protein-coding genes that differ between us and our ancestral relatives. From there, they looked at genes involved in early brain development and narrowed in on one in particular: NOVA1, known to be a master regulator that affects the expression of other genes.

Muotri and his team then took skin cells from a “neurotypical” person — someone who doesn’t have neurodevelopmental disorders — and transformed them into stem cells, which have the ability to specialize into any cell type. They then used CRISPR gene editing to bestow the stem cells with the archaic variant of NOVA1 found in Neanderthals. Using substances known as growth factors, they coaxed the stem cells into neurons, which after months formed into tiny three-dimensional balls of brain tissue.

Compared to organoids with the modern-day version of NOVA1, the ones with the Neanderthal variant looked noticeably different. While the modern-day brain organoids were smooth and spherical, the Neanderthal organoids were smaller and bumpier, with a popcorn shape. The findings suggest the gene played a major role in the development of the modern human brain.

There were also differences in the way their cells multiplied and how their synapses formed. In the archaic version of the organoids, neuronal activity occurred at an earlier stage, suggesting that the Neanderthal neural network may have matured faster than that of modern humans. But the neurons in the Neanderthal organoids didn’t synchronize in the same way that those in the modern human organoids did.

The brain organoids are still far from actual brains. They lack blood vessels, which provide the brain with oxygen, as well as many cell types that exist in a real brain. And a study published last year in طبيعة سجية found that brain organoids don’t replicate the intricate circuitry of the brain. In other words, they’re simplified models of the most complex organ. Since many human brain diseases are specific to particular cell types and circuits in the brain, this presents a challenge for using organoids to accurately model these disorders.

Muotri knows his brain organoids have limitations. “You cannot compare an organ or adult brain,” he says. “The organoid is just an indication of things that might change during development. It’s an extrapolation.”

H. Isaac Chen, MD, a neurosurgeon at the University of Pennsylvania who wasn’t involved in the new study, says there are probably more genes than just NOVA1 that make our brains distinct from those of ancient humans.

“Introducing specific gene variants into brain organoids is an interesting approach for understanding how they influence brain development,” Chen tells Future Human. “But it is not likely that a single gene variant is completely responsible for the differences in brain development between humans and extinct hominin species.”

Many psychiatric conditions are polygenic — that is, they involve several, even hundreds, of mutations in different genes.

Muotri’s team wants to look at the other 60 genes and what happens when each, or a combination of two or more, are altered in brain organoids.

As brain organoids get more advanced, Chen and others have raised ethical concerns about their use in research. Muotri’s lab has previously made brain organoids that emit humanlike brain waves, raising the possibility that they could someday develop consciousness. He has called for ethical guidelines around experiments that involve implanting human brain organoids into lab animals. While other groups have been testing brain organoids in mice, Muotri says his team has no plans to do so with their Neanderthal mini brains.

Chen isn’t worried that the Neanderthal organoids will become conscious anytime soon though. He says the possibility of growing a thinking Neanderthal brain in the lab is still far off.


The human brain is one the most complex creations of evolution. Its intrinsically convoluted structure wasn’t always like this though. Or was it? These mini brains in petri dishes could tell us.

Scientists have been trying to understand the brain and its journey for the longest time. Seeking to bridge the gap between how our brain is and how our brain was, this research even addresses the in-betweens. The complex structure of the human brain has always been in the centre stage when it comes to scientific research. Serving as a model for complex but mysterious yet the best machine ever, the brain in its present forms must have evolved from a primitive form where it was not equipped to be this functional.

One way to figure out if the brain has always been what it is right now is to compare it with those of our ancestral cousins. Though fossils are easily found, brains are not. Trying to arrange for the brain of our ancestral cousin- a neanderthal, that died almost 37,000 years ago, has been one monumental task in itself. Yet, to bridge the gap between availability and advancement, a research team grew tiny ‘mini brains’ in Petri dishes. Some of the brains were grown using the gene-editing tool Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats or CRISPR, to have a brain development gene taken from Neanderthal remains.

Scientists are growing Neanderthal like brains in petri dishes.

Researchers started with skin cells of a ‘neurotypical person’- which is a term that is used to refer to individuals who don’t have any known genetic defects linked to neurological disorders– so as to manipulate their genomes to turn them into pluripotent stem cells. Post this, CRISPR comes into play. This is where using CRISPR, NOVA1 gets targeted and swapped in the Neanderthal base pair to replace the modern human one. To ensure precision and avoid any errors that can be caused by DNA changes by CRISPR, resulting cells are sequenced and if any of them have unintended mutations, they are discarded.

Pondering upon questions like what is it in the DNA that differentiates between humans and its probable primitive form? Equipped with similar questions, researchers have now zeroed down to a single gene out for its Neanderthal counterpart in brain tissue grown in a lab dish. When comparing to the brain in it’s present form, the resulting organoid revealed that DNA may have had a major role in the development.

This study is unique not because the topic hasn’t been delved into before, but it’s definitely the first time tiny brains of ancient human cousins have been cultivated so as to compare it with the hybrid of the human organ as it is in its present state.

CRISPR and NOVA1 gets targeted and swapped in the Neanderthal base pair to replace the modern human one.


شاهد الفيديو: فيديو صادم عن أصول البشر!! (أغسطس 2022).