Jämfört med chimpanser, människor sakta att isolera nervfibrer (2012)

24 September 2012

En mänsklig nyfödd hjärna är unikt intryckbar, så att sociala interaktioner och miljön kan forma dess utveckling. Men denna smidighet kan komma att ha ett pris, visar en ny studie. En jämförelse av ung schimpans och mänskliga hjärnor antyder att skillnader i utvecklingen av myelin - det feta höljet som omger nervfibrer - kan bidra inte bara till vår ovanliga anpassningsförmåga utan också till vår sårbarhet för psykiatriska sjukdomar som börjar i tidig vuxen ålder.

Forskning föreslår i allt högre grad att psykiatriska sjukdomar som depression och schizofreni kan innebära problem med tidpunkten för nervsignaler, säger Douglas Fields, en neurovetenskaplig vid National Institutes of Health i Bethesda, Maryland, som inte var inblandad i studien. Nervfibrerna, eller axonerna, som ansluter neuroner skyddas vanligtvis av myelin, vilket förstärker det neurala reläet av information i hela hjärnan. "Myelin påskyndar överföring av information [av] minst 50 gånger", säger Fields, "så det spelar stor roll om en axon blir myeliniserad eller inte."

Människor börjar med relativt få myeliniserade axoner som nyfödda. Vi upplever en explosion av myelinutveckling under spädbarn som följs av en lång, långsam tillväxt av myelin som kan pågå i trettiotalet, säger Chet Sherwood, en neurovetenskaplig vid George Washington University i Washington, DC, och medförfattare till den nya studie. Däremot börjar andra primater, såsom makaker, med betydligt mer myelin vid födseln, men slutar producera det när de når sexuell mognad. Emellertid säger Sherwood, "det finns utomordentligt lite data" om hjärntillväxt och utvecklingen av myelin i våra närmaste genetiska släktingar, schimpanser.

En sådan studie är dock inte lätt att utföra, dock: Ett moratorium för chimpansuppfödning har gjort unga chimpans hjärnor svårt att komma, Sherwood säger. Varje studie av foster- eller unga chimpanser kräver att hjärnorna hos djur som har dött naturliga dödsfall samlas in. Trots dessa svårigheter, ledde författaren Daniel Miller, sedan en doktorand vid George Washington University, och hans kollegor 20-hjärnor från chimpanser som varierade i åldern från dödfödda till 12-åringar, till stor del från veterinärpatologer som behöll hjärnorna till schimpanser för forskning.

Teamet behandlade hjärnvävnaden med en fläck som markerar myelin och jämförde analoga delar av foster, spädbarn och unga chimpans hjärnor till mänskliga hjärnor i liknande tillväxtsteg. De chimpanser hade betydligt mer myelin än människor, både i utero och vid födseln, rapporterar de online idag i Proceedings of the National Academy of Sciences. Men snarare än att förlänga utvecklingen av myelin i mitten av vuxenlivet som människor gör, slutar chimpanser producera myelin när de träffar sexuell mognad vid ungefär 12 år gammal. Mönstret i chimpanser liknar det i makar, vilket tyder på att mönster och hastighet av myelintillväxt i den mänskliga hjärnan är unik, säger Sherwood.

Fields instämmer och noterar att den nya studien "lägger till den väletablerade och växande mängden data som visar att mänsklig hjärnans utveckling är mer långvarig än hos andra djur." Det kan tillåta mer möjlighet för miljön, snarare än gener ensamma, att styra hjärnans utveckling, säger han.

Möjlighet kan också vara en källa till risk. Många av de förändringar som uppstår i den mänskliga hjärnan under tonåren - inklusive störningar som depression, bipolär sjukdom och schizofreni - kan vara associerade med försenad myelinisering, spekulerar Sherwood. I det minsta, säger han, är långsam myelinisering hos människor och tidpunkten för uppkomsten av dessa störningar "en intressant tillfällighet."

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