Imunitné bunky ľudského mozgu dozrievajú celé roky a vedci sa domnievajú, že ich nezvyčajne pomalý vývoj môže byť jedným z tajomstiev stojacich za našou mimoriadnou intelektuálnou výkonnosťou.
Mikroglie sú najpočetnejšie imunitné bunky v mozgu. Zdroj: iStock/Artur Plawgo
Vedci zistili, že dozrievanie ľudských mikroglií – imunitných buniek, ktoré pomáhajú formovať vyvíjajúce sa mozgové obvody – môže trvať štyri až osem rokov, zatiaľ čo pri myšiach to trvá len niekoľko týždňov. Tento nezvyčajne pomalý proces môže vysvetliť, ako ľudský mozog dosahuje svoju pozoruhodnú zložitosť a kognitívne schopnosti.
Mikroglie sú najpočetnejšie imunitné bunky v mozgu. Pomáhajú chrániť mozog pred škodlivými votrelcami, odstraňujú poškodené neuróny a podporujú normálny vývoj mozgu. Vedci z Zuckermanovho inštitútu na Kolumbijskej univerzite teraz po prvýkrát zistili, že ľudská mikroglia, podobne ako ľudské neuróny, dozrieva oveľa pomalšie než porovnateľné bunky pri zvieratách.
„Pomalý vývoj môže pomáhať ľudskej mikroglii ovplyvňovať ľudský mozog spôsobmi, ktoré umožňujú naše silné kognitívne schopnosti,“ uviedol Carlos Diaz-Salazar, hlavný autor novej štúdie v časopise Neuron.
Gén špecifický pre človeka s nezvyčajnou úlohou
Laboratórium doktora Polleuxa, výskumná skupina v oblasti neurovied, ktorú vedie doktor Franck Polleux v Zuckermanovom inštitúte Kolumbijskej univerzity v New Yorku, sa už viac ako pätnásť rokov venuje štúdiu génu SRGAP2, jedného z niekoľkých desiatok génov, ktoré sa duplikovali špecificky u ľudí. Širším cieľom tejto skupiny je pochopiť biologické vlastnosti, ktoré odlišujú ľudský mozog od mozgov zvierat.
Predchádzajúca práca doktora Polleuxa ukázala, že kópie génu SRGAP2 špecifické pre človeka zvyšujú počet synáps, čiže spojení, ktoré vytvárajú neuróny, a zároveň spôsobujú, že tieto synapsy dozrievajú veľmi pomaly. Obe vlastnosti sú charakteristickými črtami ľudských neurónov medzi cicavcami. Výsledkom je hustejšia a silnejšia sieť neurónových spojení, ktorá môže posilniť schopnosť mozgu spracovávať a ukladať informácie.
Kópie génu SRGAP2 špecifické pre človeka boli v mikroglii takmer 10-krát početnejšie ako v neurónoch. Vedci chceli zistiť, prečo je tento gén v mikroglii taký aktívny.
Mikroglia pomáha formovať vyvíjajúce sa mozgové obvody
Za posledných približne dvadsať rokov vedci zistili, že mikroglia robí oveľa viac než len to, že bojuje proti infekciám a pomáha opravovať poškodenia mozgu. Tieto bunky, ktoré tvoria 5 až 10 percent mozgových buniek, pomáhajú organizovať vyvíjajúci sa mozog.
Počas vývoja mikroglia ovplyvňuje, ktoré synapsy neuróny zachovajú a ktoré sa eliminujú. Môže zvýšiť alebo znížiť citlivosť synáps, čím pomáha jemne doladiť komunikáciu v rámci mozgových obvodov.
Experimenty s myšami a ľudskými bunkami ukázali, že ľudské kópie génu SRGAP2 výrazne spomaľujú vývoj ľudskej mikroglie.
„Tento gén pomáha regulovať tempo vývoja neurónov a príroda ho tiež vybrala na reguláciu vývoja mikroglií, ktoré sú pre vývoj neurónov také kľúčové, aby boli počas vývoja synchronizované,“ uviedol doktor Diaz-Salazar, ktorý v súčasnosti pôsobí ako výskumník v Inštitúte lekárskeho výskumu Hospital del Mar v Barcelone.
Prečo sa mozog vyvíja tak dlho?
V porovnaní s mozgami iných cicavcov sa ľudský mozog vyvíja počas nezvyčajne dlhého obdobia. Vedci tento predĺžený vývojový časový rámec označujú za neoténiu a predpokladá sa, že zohráva dôležitú úlohu pri vzniku pokročilých kognitívnych schopností človeka.
Nové zistenia naznačujú, že gén SRGAP2 môže pomáhať koordinovať pomalé tempo vývoja v rôznych typoch mozgových buniek vrátane neurónov a mikroglií. Vedci sa teraz snažia presne určiť, ako tento gén podporuje neoténiu, teda biologický jav, pri ktorom si dospelý jedinec živočícha zachováva larválne znaky alebo vlastnosti mláďat, pričom je už schopný pohlavne dospieť a rozmnožovať sa v týchto bunkách a v iných častiach mozgu.
Pozrite si
„Chceme pochopiť všetky prvky, ktoré tvoria ľudský mozog, aby sme porozumeli, čo nás z evolučného hľadiska robí jedinečnými,“ tvrdil doktor Polleux. „Keďže vedci nedávno zistili, že mikroglia sa podieľa na poruchách neurovývinu a na neurodegeneratívnych ochoreniach, naše zistenia nás približujú o krok bližšie k pochopeniu toho, čím je ľudská mikroglia výnimočná v kontexte ochorení mozgu,“ dodal.
Zdroje: Slovník, Science Daily
(RR)
