Молекулярная эволюция человеческого мозга

Есть ли зависимость между размером мозга и интеллектуальной активностью? Как проводят сравнительные исследования мозга человека и других видов? Изменены ли метаболические свойства мозга у человека по сравнению с шимпанзе и макаками? Об этом рассказывает руководитель группы сравнительной биологии в Институте вычислительной биологии в Шанхае Филипп Хайтович.

Размер мозга не коррелирует полностью с интеллектуальной активностью. Размер мозга не полностью объясняет те когнитивные способности, которые у нас есть, потому что наши предки с тем же размером мозга занимались однообразной работой и ничего не придумывали. А все произошло, по всей видимости, меньше миллиона лет назад, когда предки человека с достаточно большим мозгом стали изобретать множество разных вещей, которые неожиданно изменили наш мир и сделали мир таким, в котором мы сейчас живем. В мозге, должно быть, произошла какая-то перестройка на молекулярном уровне, а не на уровне размера.

Когда мы смотрим на экспрессию генов у шимпанзе, мы видим, что изменений много. То есть изменения есть и по уровню экспрессии, и по тем регуляторным программам, которые и создают мозг в процессе развития. Есть программы, которые управляют развитием ткани мозга. И мы видим, что даже в этих фундаментальных процессах уже есть разница между человеком и животными, даже шимпанзе. Мы можем спросить, как получилось, что человеческий мозг смог так сильно измениться за 6 миллионов лет, которые прошли с того момента, как человек и шимпанзе были одним и тем же видом. Как так могло получиться, когда, в принципе, 6 миллионов лет для эволюции — это небольшой интервал.

Интересно, что, когда мы смотрим на другой уровень — на уровень метаболитов (это маленькие молекулы, например аминокислоты, липиды, жирные кислоты, ATP-основная энергетика, нейротрансмиттеры — все эти элементы играют ключевую роль в тех физиологических процессах, которые происходят в мозге), мы видим, что человеческий мозг отличается даже сильнее. Даже если мы смотрим на мозг шимпанзе, он уже совершенно другой. Мы смотрим на мозг макаки — он очень мало общего имеет с мозгом человека. Естественно, если мы посмотрим на развитие, то многие кривые развития будут сохраняться, но уровни концентрации метаболитов и, соответственно, те метаболические процессы, в которые эти метаболиты вовлечены, сильно изменены в мозге человека по сравнению с мозгом шимпанзе, макак и, соответственно, мозгом мыши.