V porovnaní so šimpanzmi ľudia pomaly izolujú nervové vlákna (2012)

24 2012 septembra

Mozog ľudského novorodenca je jedinečne ovplyvniteľný, čo umožňuje jeho vývoj v sociálnych interakciách a prostredí. Nová štúdia však tvrdí, že táto tvárnosť môže mať cenu. Porovnanie mladistvého šimpanza a ľudského mozgu naznačuje, že rozdiely vo vývoji myelínu - mastného obalu, ktorý obklopuje nervové vlákna - môžu prispieť nielen k našej neobvyklej prispôsobivosti, ale aj k našej zraniteľnosti voči psychiatrickým chorobám, ktoré začínajú v ranom dospelosti.

Výskum čoraz viac naznačuje, že psychiatrické ochorenia, ako je depresia a schizofrénia, môžu zahŕňať problémy s načasovaním nervových signálov, tvrdí Douglas Fields, neurovedec z Národného ústavu zdravia v Bethesde v štáte Maryland, ktorý sa štúdie nezúčastnil. Nervové vlákna alebo axóny, ktoré spájajú neuróny, sú zvyčajne chránené myelínom, čo zvyšuje nervový prenos informácií v celom mozgu. „Myelin urýchľuje prenos informácií najmenej 50-krát,“ hovorí Fields, „takže záleží na tom, či bude alebo nebude myelinizovaný axon.“

Ľudia začínajú ako novorodenci s pomerne malým počtom myelinizovaných axónov. Počas detstva zažívame výbuch myelínu, po ktorom nasleduje dlhý a pomalý rast myelínu, ktorý môže trvať až do tridsiatky, hovorí Chet Sherwood, neurovedec z Univerzity Georga Washingtona vo Washingtone, DC, a spoluautor nového štúdium. Naproti tomu iné primáty, ako napríklad makaky, začínajú s podstatne väčším obsahom myelínu hneď po narodení, ale prestanú ho produkovať, až kým nedosiahnu pohlavnú zrelosť. Sherwood však hovorí: „existuje mimoriadne málo údajov“ o raste mozgu a vývoji myelínu u našich najbližších genetických príbuzných, šimpanzov.

Takáto štúdia sa nedá ľahko vykonať: Moratórium na chov šimpanzov Sherwood hovorí, že sa mladým šimpanzovým mozgom ťažko približuje. Akákoľvek štúdia fetálnych alebo mladých šimpanzov vyžaduje zbieranie mozgov zvierat, ktoré zomreli prirodzene. Napriek týmto ťažkostiam, vedúci autor Daniel Miller, potom postgraduálny študent na George Washington University, a jeho kolegovia získali 20 mozgy od šimpanzov, ktoré sa pohybovali vo veku od mŕtvol do 12-ročných, prevažne od veterinárnych patológov, ktorí chránili mozgy šimpanzov pre výskum.

Tím liečil mozgové tkanivo škvrnou, ktorá označuje myelín a porovnávala analogické časti fetálneho, kojeneckého a mladého šimpanza mozgu k ľudským mozgom v podobných rastových štádiách. šimpanzy mali významne viac myelínu ako ľudia v maternici aj pri narodení, dnes nahlásia online Zborník Národnej akadémie vied, Namiesto predlžovania vývoja myelínu do polovice dospelosti, ako to robia ľudia, šimpanzy prestanú produkovať myelín, keď postihnú sexuálnu zrelosť približne vo veku 12. Vzor v šimpanzoch je podobný vzoru v makakoch, čo naznačuje, že vzor a rýchlosť rastu myelínu v ľudskom mozgu je jedinečná, hovorí Sherwood.

Fields s tým súhlasí a upozorňuje, že nová štúdia „pridáva k dobre zavedenému a rastúcemu množstvu údajov, ktoré ukazujú, že vývoj ľudského mozgu je zdĺhavejší ako u iných zvierat.“ To môže podľa neho poskytnúť viac príležitostí na usmernenie vývoja mozgu ako pre samotné gény.

Príležitosť môže byť tiež zdrojom rizika. Mnoho zmien, ktoré sa vyskytujú v ľudskom mozgu počas dospievania - vrátane porúch ako depresia, bipolárna porucha a schizofrénia - môže súvisieť s oneskorenou myelinizáciou, špekuluje Sherwood. Prinajmenšom hovorí, že pomalá myelinizácia u ľudí a načasovanie nástupu týchto porúch je „zaujímavá náhoda“.

http://news.sciencemag.org/2012/09/compared-chimps-humans-slow-insulate-nerve-fibers?rss=1