Исследование нервных клеток человека и шимпанзе показало, как быстрое изменение ДНК способствует развитию сложных когнитивных функций. Способности к сложному языку и цивилизации объясняются уникальным ДНК, которое, согласно ученым, эволюционировало быстрее в некоторых участках хромосом, предоставляя преимущество в развитии мозга. Однако такая эволюция может также увеличить предрасположенность к психическим расстройствам.

Исследование было сосредоточено на участках хромосом, известных как ускоренные участки эволюции человека (HAR), которые развивались в 10 раз быстрее, чем ожидалось, с момента отделения людей от шимпанзе на эволюционном древе. Ученые под руководством Инь Шена, профессора Института нейронаук Вейла и Института генетики человека Калифорнийского университета в Сан-Франциско, исследовали влияние HAR на искусственные нейроны, полученные из клеточных линий человека и шимпанзе.

Геномы человека и шимпанзе на 99% похожи. Ускоренные участки эволюции человека, составляющие значительную часть оставшегося 1% различий, могут приводить к заметным изменениям в нейронах человека и шимпанзе, выращиваемых в лаборатории. Нейроны человека развивают множество нейритов — тонких отростков, которые служат для передачи и получения сигналов клетками, в то время как нейроны шимпанзе образуют только один нейрит. Когда HAR человека были добавлены к искусственным нейронам шимпанзе, они начали образовывать гораздо больше отростков.

«Большое количество нейритов в процессе развития может указывать на более сложные нейронные сети, — пояснил Шен. — Эти сети играют ключевую роль в передаче сигналов в нервной системе и поддерживают сложные когнитивные способности человека. Однако нарушения в их развитии могут быть связаны с возникновением таких расстройств, как аутизм».

Ранее исследователи из Университета Йокогамы разработали новый метод, который позволяет увидеть рецепторы AMPA, передающие быстрые возбуждающие сигналы по каналам нервной системы. Это помогает лучше понять биологические причины психических расстройств и открывает путь к более точной диагностике и эффективному лечению.