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Crescimento do cérebro de Neandertal no laboratório

Estudar o cérebro do Neandertal pode revelar modificações genéticas que fizeram com que os Neandertais enfrentassem a extinção enquanto nos tornavam humanos como uma espécie única de longa sobrevivência

Neandertais eram uma espécie humana (chamada Neanderthal neanderthalensis) que evoluiu em Ásia e Europa e coexistiu em parte com os seres humanos atuais (Homo Sapiens) que evoluíram em África. Esses encontros fizeram com que humanos herdassem 2% dos Neandertais DNA e, portanto, eles são os parentes antigos mais próximos dos humanos modernos. Sabe-se que a última existência de neandertais ocorreu há cerca de 130000 e 40,000 anos. Os neandertais, comumente chamados de “homens das cavernas”, tinham um crânio longo e baixo característico, nariz largo, sem queixo proeminente, dentes grandes e uma estrutura corporal curta, mas forte e musculosa. Suas características distintivas são indicativas da busca de uma forma de o corpo conservar o calor em meio ao frio e às duras condições climáticas. ambientes eles viviam. Apesar de suas condições de vida primitivas, eles eram humanos muito brilhantes, talentosos e sociáveis, com cérebros maiores do que os humanos modernos de hoje. Eles eram excelentes caçadores, possuindo habilidades, força, coragem e habilidades de comunicação proficientes. Embora vivessem em ambientes desafiadores, eram tremendamente engenhosos. Na verdade, acredita-se que pode ter havido uma lacuna muito estreita entre os neandertais e nós, humanos, em termos de comportamento e instintos. Registros fósseis mostram que eles eram carnívoros (embora também comessem fungos), caçadores e catadores. Ainda não está claro se eles tinham a sua própria língua, mas a dinâmica complexa das suas vidas sugere que comunicavam entre si através de uma língua.

Os Neandertais estão extintos há 40,000 anos, no entanto, ainda é um mistério como uma espécie que sobreviveu por mais de 350,000 anos poderia enfrentar a extinção. Alguns cientistas formularam que os humanos modernos são responsáveis ​​pela extinção dos Neandertais, uma vez que estes podem não ter sido capazes de sobreviver habilmente à competição por recursos representada pelos primeiros antepassados ​​dos humanos modernos. Isto também deve ter sido agravado pelas rápidas mudanças nas condições climáticas. Nem todos os neandertais desapareceram rapidamente, mas foram substituídos gradualmente pelos humanos modernos através das populações locais. Os Neandertais são a parte mais interessante da evolução humana, que intrigou os cientistas principalmente por causa da proximidade dos Neandertais com os humanos modernos. E para apoiar isso pesquisa, foram descobertos muitos objetos e fósseis, até mesmo esqueletos completos, que demonstram um vislumbre da vida dos Neandertais.

Cultivando um cérebro de Neandertal em laboratório

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, estão desenvolvendo cérebros em miniatura dos Neandertais (semelhantes a um córtex que é a camada externa do cérebro). cérebro) do tamanho de uma 'ervilha' em placas de Petri em laboratório. Cada uma dessas “ervilhas” carrega o Gene NOVA1 dos ancestrais e tem cerca de 400,000 células. O objetivo de cultivar e analisar esses 'minicérebros' dos Neandertais é lançar luz sobre pequenos nódulos neurais que podem nos dizer por que essa espécie de longa sobrevivência foi extinta e qual foi a razão para os humanos modernos terem conquistado o avião Terra. É importante compreender isto porque alguns humanos modernos partilham 2% de ADN com os Neandertais através da reprodução e, a certa altura, coexistimos com eles. A comparação das diferenças genéticas no cérebro pode lançar luz máxima sobre o seu desaparecimento e o rápido aumento do homo sapiens.

Para iniciar o crescimento do minibrain, os pesquisadores usaram a tecnologia de células-tronco na qual as células-tronco começam a se tornar um organoide do cérebro (um pequeno órgão) em um período de vários meses. Em seu tamanho adulto, esses organóides medem 0.2 polegadas e são visíveis a olho nu. No entanto, seu crescimento é restritivo porque, nas circunstâncias de laboratório, eles não recebem o suprimento de sangue necessário para seu crescimento total. Assim, as células do minibrain receberam os nutrientes para crescimento pelo processo de difusão. Pode ser possível aumentá-los ainda mais, talvez inculcando vasos sanguíneos artificiais impressos em 3D neles para permitir o desenvolvimento, o que é algo que os pesquisadores gostariam de tentar.

Primeiro passo para comparar o cérebro do Neandertal com o nosso

Os cérebros de Neandertal são estruturas semelhantes a tubos mais alongados em comparação com os cérebros humanos arredondados. Neste trabalho excepcional, os pesquisadores compararam os genomas totalmente sequenciados disponíveis de Neandertais com humanos modernos. O genoma do Neandertal foi sequenciado depois de recuperado de ossos nos fósseis que foram descobertos. Um total de 200 genes mostraram diferenças substanciais e a partir desta lista os pesquisadores se concentraram em NOVA1 - regulador mestre da expressão gênica. Este gene é o mesmo em humanos e neandertais com apenas uma ligeira diferença (um único par de bases de DNA). O gene é visto por ter alta expressão no neurodesenvolvimento e tem sido associado a várias condições neurais, como o autismo. Em uma inspeção mais próxima, os minibrains de Neandertal tinham muito poucas conexões entre os neurônios (chamadas sinapses) do que o normal e também tinham diferentes redes neuronais parecendo um cérebro humano sofrendo de autismo que os pesquisadores previram. É altamente possível que os humanos tivessem redes neurais mais avançadas e sofisticadas em comparação com os Neandertais, que nos fizeram sobreviver sobre eles.

Esta pesquisa está em um estágio muito inicial para se chegar a uma conclusão, principalmente por causa da natureza dos experimentos controlados. A maior limitação deste estudo é que tais minibrains não são “mentes conscientes” ou um “cérebro cheio” e não podem realmente fornecer uma imagem completa de como o cérebro de um adulto funciona. No entanto, se diferentes regiões forem cultivadas com sucesso, elas podem se encaixar para obter uma compreensão maior da “mente” Neandertal. Os pesquisadores definitivamente gostariam de explorar mais sobre a capacidade dos cérebros dos Neandertais de aprender coisas e, assim, eles tentariam colocar esses minibrains no robô e entender os sinais.

***

{Você pode ler o artigo de pesquisa original clicando no link DOI fornecido abaixo na lista de fontes citadas}

Fontes)

Cohen J 2018. Organóides do cérebro de Neandertal ganham vida. Ciência. 360 (6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284

Equipe SCIEU
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