COOLna

Pro pochopení tohoto složitého systému nemáme k dispozici nic jiného než zase jen své mozky. V roce 2017 spojily stovky vědců z USA a Evropy síly v konsorciu, jehož cílem bylo provést zevrubnou inventuru buněk lidského mozku.

Její výsledky přinášejí v jednadvaceti studiích zveřejněných ve vědeckých časopisech Science, Science Advances a Science Translational Medicine. Protože se funkce mozku často zkoumají na zvířatech, zmapovali vědci stejným způsobem také mozky myší, opic a lidoopů.

Všechny lidské buňky, včetně mozkových, mají stejnou dědičnou informaci. Rozdíly mezi buňkou jater a svalu jsou dány odlišným spektrem aktivních genů. Podobně je tomu v mozku, kde v neuronech pracuje jiná sada genů než v podpůrných gliových buňkách. Jak velké ale rozdíly jsou?

Donedávna dokázali vědci určit jen průměrnou aktivitu genů z určité tkáně ve vzorcích obsahujících mnoho buněk. Moderní metody dovolují pořídit seznam genů činných v jediné buňce. Doposud tak vědci zkoumali hlavně zvířecí mozky. Nyní určili aktivitu v každé z 1,1 milionu buněk odebraných ze tří lidských mozků. Na 42 přesně určených místech. Provedli tak první zevrubnější buněčnou inventuru sídla duševních funkcí.

V učebnicích se uvádí, že se v lidském těle nachází 200 až 400 základních typů buněk. Stanovením aktivity genů však vědci rozlišili jen v lidském mozku tři tisíce různých buněčných typů. Mozek se tak ukazuje jako mnohem komplikovanější orgán, než za jaký ho celé generace neurologů považovaly. Důležitost aktivity genů se ukázala v mozkové kůře, kterou zaměstnáváme při řešení těch nejsložitějších úkolů.

Pokud budeme buňky kůry hodnotit podle aktivity genů, pak najdeme nejvíc různých neuronů ve zrakovém centru. Vědci to vysvětlují tím, že zrak enormně zaměstnáváme, když jeho prostřednictvím přijímáme většinu informací z okolního světa. Myši, jež se řídí přednostně čichem, mají neurony zrakového centra co do aktivity genů mnohem méně pestré.

Došlo i na porovnání aktivity genů v různých buňkách mozku lidí, opic a lidoopů. Základními typy buněk mozku se od našich nejbližších živočišných příbuzných nejspíš nelišíme. I když otázka, zda se u člověka vyvinuly typy neuronů, jaké zvířata nemají, zůstává otevřená.

Všechny experimenty ještě neskončily a mnohá data z provedených analýz stále čekají na vyhodnocení. Rozdíly mezi člověkem a lidoopy však existují v aktivitě genů mozkových buněk, a to především v neuronech. Úplně jinak zapřahá člověk do svých služeb především geny, jež se podílejí na jejich vzájemném propojování a vytváření nervových obvodů.

Počet genů, které člověk využívá v mozku jinak než lidoopi, je poměrně malý a pohybuje se řádově ve stovkách. Tyto geny však byly během evoluce člověka vystaveny velmi intenzivnímu přírodnímu výběru. Jednotlivci, jejichž geny začaly v mozku pracovat novým způsobem, se dostávali do výhody. Byli úspěšnější při řešení složitějších životních situací, snáze přežívali hluboké krize a předávali prospěšný pracovní režim genů dalším pokolením.

„Vysvětluje to, jak se mohly evolucí posílit naše poznávací schopnosti. Stejné typy buněk se propojily do nově uspořádaných nervových obvodů, a zvýšily tak jejich celkový výkon,“ přibližuje evoluční vzestup člověka jeden z vedoucích pracovníků projektu Ed Lein z Allen Institute for Brain Science v americkém Seattlu.