За расширение коры головного мозга пришлось заплатить возрастным спадом

Числами обозначено филогенетическое расстояние в миллионах лет между каждым видом. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2021.06.006

За шесть с лишним миллионов лет, прошедших с тех пор, как люди и шимпанзе отделились от общего предка, человеческий мозг быстро обзавелся тканями, которые помогают принимать решения и контролировать себя. Но эти же области подвержены наибольшему риску деградации в процессе старения, говорится в новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances 28 августа, в котором сравниваются изображения мозга шимпанзе и сканы человеческого мозга.

Предыдущие исследования показали, что те области человеческого мозга, которые созревают последними, например части лобной доли, первыми проявляют признаки старения — теория, известная как «последним пришел, первым ушел».  Новое исследование показывает, что некоторые из тех областей, которые созревают позже и наиболее подвержены старению, также развились у человека совсем недавно.

Исследователи создали карты мозга человека и шимпанзе (Pan troglodytes) на основе данных, полученных с помощью МРТ. Они проанализировали снимки 189 шимпанзе в возрасте от 9 до 50 лет и 480 людей в возрасте от 20 до 74 лет. Они обнаружили, что мозг двух видов в целом симметричен в обоих полушариях и имеет много схожих скоплений анатомических структур, особенно в областях префронтальной коры. Эта область участвует в сложных когнитивных функциях, таких как язык, рабочая память, восприятие времени и принятие решений, говорит соавтор исследования Феликс Хоффштедтер, нейробиолог из Исследовательского центра Юлиха, расположенного в Бонне, Германия. По его словам, повреждение этой области связано с болезнью Альцгеймера и несколькими типами слабоумия.

Затем ученые измерили, насколько со временем уменьшается объем серого вещества в мозге — признак старения — у шимпанзе до 50 лет и у человека до 58-летнего возраста. У людей наибольший спад наблюдался в лобной коре, включая префронтальную, а у шимпанзе — в центральной структуре, участвующей в формировании привычек и поведении, связанном с вознаграждением, под названием стриатум. Области мозга, связанные со зрительной обработкой информации и двигательными навыками, были менее подвержены старению у обоих видов.

Наконец, исследователи определили, какие области человеческого мозга расширились больше всего по сравнению с мозгом шимпанзе, и сравнили сканы мозга человека и шимпанзе одинакового возраста и пола. Самый быстрый эволюционный рост произошел в областях префронтальной коры — одной из областей, наиболее подверженных старению. Структура, спрятанная глубоко в мозге и участвующая в обработке эмоций и телесных сигналов, называемая островком, также продемонстрировала быстрый эволюционный рост и повышенный риск старения.

«Эволюционно самые последние, самые большие изменения, — говорит Хоффштедтер, — происходят там, где старение происходит сильнее всего».

Исследователи также сравнили шимпанзе с павианами (Papio anubis) и макаками-резусами (Macaca mulatta). Здесь они не обнаружили подобной связи между областями мозга, которые пережили быстрое эволюционное расширение, и теми, которые подверглись ускоренному старению, что позволяет предположить, что эта особенность может быть уникальной для эволюции человеческого мозга.

Исследование Sam Vickery et al. The uniqueness of human vulnerability to brain aging in great ape evolution.Sci. Adv (2024).DOI: 10.1126/sciadv.ado2733

Подписывайтесь на наш телеграм канал, чтобы не пропускать выход новых статей.