Maždaug prieš 5–8 mln. metų žmonės ir beždžionės atsiskyrė nuo bendro protėvio. Po kurio laiko žmonėms išsivystė didesnes smegenis: dabar žmogaus smegenys yra maždaug tris kartus didesnės už mūsų artimiausių „giminaičių“ – šimpanzių – smegenis.
Jeigu kyla klausimas „kuo mūsų smegenys skiriasi nuo beždžionių“, pats akivaizdžiausias atsakymas yra jų dydis, teigė pagrindinė tyrimo autorė Silvia Benito-Kwiecinski, mokslų daktarė, dirbanti Jungtinės Karalystės Medicininių tyrimų tarybos molekulinės biologijos laboratorijoje. „Įvyko svarbi didelių smegenų atranka, taigi panašu, kad mūsų smegenų dydis yra susijęs su mūsų unikaliais kognityviniais sugebėjimais.“
Kaip praneša „Live Science“, laikotarpyje prieš maždaug 2,6 mln.–11 700 metų, žmogaus smegenys sparčiai augo – jų dydis beveik padvigubėjo. Kadangi trūksta įvairių kasinėjimų metu rastų įrodymų, susijusių su šiuo laikotarpiu vykusiu žmogaus smegenų augimu, mokslininkai negali lengvai išskirti, kas lėmė tokį žmonių smegenų dydį. Tačiau naudodamiesi moderniais įrankiais, dabar jie gali pamatyti, kuo skiriasi žmonių ir beždžionių smegenų vystymosi procesas.
Kadangi tiek žmonių, tiek beždžionių smegenų plotas sparčiai didėja ankstyvoje vystymosi stadijoje, seniau mokslininkai manė, kad skirtumai atsiranda labai greitai po apvaisinimo, kol ląstelės dar nespėja subręsti ir pavirsti į smegenų ląsteles, „Live Science“ sakė S. Benito- Kwiecinski. Tačiau kadangi žmonių ir beždžionių vaisiaus smegenų audiniai ankstyvoje vystymosi stadijoje nėra lengvai prieinami tyrimams, moksliniuose darbuose daugiausia buvo tyrinėjama vėlesni vystymosi etapai, kai smegenis jau sudaro neuronai.
Bet dabar, atsiradus organoidinėms technologijoms, kuriomis galima laboratorijoje išauginti organų modelius, mokslininkai gali pažvelgti ir į šiuos ankstesnius etapus. Mokslininkai smegenų organoidus kuria iš kamieninių ląstelių, kurios gali išsivystyti į bet kokio tipo kūno ląsteles, jas „perprogramavę“ taip, kad iš jų išaugtų smegenų struktūros.
Ir nors tai nėra tikros smegenys, jos vis tiek yra įspūdinga jų imitacija. Seniau „Live Science“ skelbė, kad mokslininkai sugebėjo sukurti smegenų organoidus, kuriuose net gi išsivystė kraujagyslės ir jie galėjo skleisti smegenų impulsus.
Šio naujo tyrimo metu S. Benito-Kwiecinski laboratorijoje išaugino šimpanzių, gorilų ir žmonių „mini smegenis“ (tai buvo pirmasis kartas, kai buvo sukurtas gorilos smegenų organoidas). Pirmiausia jie dirbo su 3D ląstelių dariniais, vadinamais embriono kūnais, kurie imituoja ankstyvąsias smegenų vystymosi stadijas – maždaug mėnuo po apvaisinimo – kol kamieninės ląstelės dar nėra subrendusios į smegenų ląsteles. Tuomet šias ląsteles jie įdėjo į specialų gelį, kuriame pradėjo vystytis nervinės pirmtakinės ląstelės, kurios ilgainiui virs smegenų ląstelėmis.
S. Benito- Kwiecinski sakė: „Šios pirmtakinės ląstelės yra įdomios, nes nuo jų skaičiaus priklauso, kiek smegenyse išsivystys neuronų.“ Kitaip tariant, kuo daugiau pirmtakinės ląstelės dalijasi, tuo daugiau neuronų galiausiai susiformuos smegenyse. Šios pirmtakinės ląstelės yra cilindro formos, tačiau joms bręstant, jos pradeda ilgėti ir tampa panašesnės į verpstą.
