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在实验室培养尼安德特人的大脑

研究尼安德特人的大脑可以揭示导致尼安德特人面临灭绝同时使我们人类成为独特的长寿物种的基因改造

尼安德特人 是一个人类物种(称为尼安德特人 neanderthalensis),其进化于 亚太地区 欧洲 并在某种程度上与现代人类(智人)共存,后者在 非洲。这些遭遇导致人类继承了 2% 的尼安德特人 的DNA 因此,它们是与现代人类最接近的古代亲戚。据了解,尼安德特人最后的存在时间约为 130000 万至 40,000 万年前。尼安德特人,通常被称为“穴居人”,具有独特的低长头骨、宽鼻子、不突出的下巴、大牙齿和短而强健的肌肉躯干。它们的独特特征表明,人们正在寻求一种让身体在寒冷和严酷中保存热量的方法。 环境中 尽管他们的生活条件很原始,但他们是非常聪明、有才华、善于社交的人,他们的大脑比今天的现代人还要大。他们是优秀的猎人,拥有技巧、力量、勇气和熟练的沟通能力。尽管他们生活在充满挑战的环境中,但他们足智多谋。事实上,人们认为尼安德特人和我们人类在行为和本能方面可能存在非常小的差距。化石记录显示它们是肉食性的(尽管它们也吃 真菌)、猎人和拾荒者。目前尚不清楚他们是否有自己的语言,但他们生活中复杂的动态确实表明他们使用语言相互交流。

尼安德特人现在已经灭绝了 40,000 万年,然而,一个生存了 350,000 万多年的物种如何面临灭绝仍然是一个谜。一些科学家认为,现代人类对尼安德特人的灭绝负有责任,因为他们可能无法在现代人类早期祖先对资源的竞争中生存下来。气候条件的快速变化也必定加剧了这种情况。尼安德特人并没有很快全部消失,而是通过当地人口逐渐被现代人取代。尼安德特人是人类进化中最有趣的部分,这引起了科学家的兴趣,主要是因为尼安德特人与现代人类非常接近。并支持这一点 研究,许多物体和化石,甚至完整的骨骼都被发现了,这展示了尼安德特人的生活。

在实验室培养尼安德特人的大脑

加州大学圣地亚哥分校的研究人员正在培养尼安德特人的微型大脑(类似于大脑皮层,是大脑的外层) )的大小相当于实验室培养皿中的“豌豆”大小。每一颗“豌豆”都带有 NOVA1基因 祖先的细胞,大约有400,000万个细胞。培养和分析尼安德特人的这些“迷你大脑”的目的是揭示微小的神经块,这些神经块可以告诉我们为什么这个长期生存的物种灭绝了,以及现代人类征服地球的原因是什么。 行星 地球。理解这一点很重要,因为一些现代人类通过繁殖确实与尼安德特人分享了 2% 的 DNA,并且我们曾经与他们共存。大脑遗传差异的比较可以最大限度地揭示智人的消亡和快速增长。

为了启动小脑的生长,研究人员使用了干细胞技术,其中干细胞在几个月内开始变成大脑类器官(一个小器官)。 这些类器官在完全长大后的尺寸为 0.2 英寸,肉眼可见。 然而,它们的生长受到限制,因为在实验室环境下,它们无法获得完全生长所需的血液供应。 因此,小脑细胞通过扩散过程获得生长所需的营养。 或许可以通过在其中植入 3D 打印的人造血管来进一步培养它们以促进发展,这是研究人员想要尝试的。

将尼安德特人的大脑与我们的大脑进行比较的第一步

与人类圆形大脑相比,尼安德特人的大脑是更细长的管状结构。 在这项非凡的工作中,研究人员将可用的尼安德特人全测序基因组与现代人进行了比较。 尼安德特人的基因组是从发现的化石中的骨骼中提取出来的,然后进行了测序。 共有 200 个基因表现出显着差异,研究人员从这个列表中重点关注 新星 – 主基因表达调节器。 该基因在人类和尼安德特人中相同,只是略有不同(单个 DNA 碱基对)。 该基因被认为在神经发育中具有高表达,并且与自闭症等多种神经疾病有关。 仔细观察,尼安德特人的小脑在神经元(称为突触)之间的连接比典型的少,而且还有不同的神经元网络,有点像研究人员预测的患有自闭症的人脑。 与尼安德特人相比,人类极有可能拥有更先进、更复杂的神经网络,这使我们能够在它们之上生存。

这项研究还处于得出结论的早期阶段,主要是因为受控实验的性质。 这项研究的最大限制是,这种微型大脑不是“有意识的头脑”或“完整的大脑”,无法真正提供成人大脑如何运作的完整画面。 然而,如果不同的区域成功生长,它们可以组合在一起以更深入地了解尼安德特人的“思想”。 研究人员肯定想更多地探索尼安德特人大脑学习事物的能力,因此他们会尝试将这些微型大脑放入机器人中并理解信号。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

Cohen J 2018. 尼安德特人的大脑类器官栩栩如生。 科学. 360(6395)。
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284

赛欧团队
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