लैब-विकसित मिनी-दिमाग का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने यह पता लगा लिया है कि मनुष्य के पास वानरों की तुलना में बड़ा दिमाग क्यों है।
लगभग 5 मिलियन से 8 मिलियन वर्ष पहले, मनुष्य और वानर एक सामान्य पूर्वज से विचलित। उसके कुछ समय बाद, इंसानों का दिमाग बड़ा होने लगा; अब मानव दिमाग चिंपांजी के दिमाग से करीब तीन गुना बड़े हैं, हमारे सबसे करीबी जीवित रिश्तेदार हैं।
यदि आप पूछते हैं कि “हमारे दिमाग के बारे में क्या खास है”, तो अन्य वानरों की तुलना में, सबसे स्पष्ट उत्तर का आकार है, ने कहा कि लेखक सिल्विया बेनिटो-क्विएकिंस्की, यूनाइटेड किंगडम में आणविक जीवविज्ञान के एमआरसी प्रयोगशाला में एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हैं। “बड़े दिमाग का एक मजबूत चयन किया गया है और इसलिए ऐसा लगता है कि हमारे बड़े दिमागों को हमारे अद्वितीय संज्ञानात्मक क्षमताओं के साथ कुछ करना है।”
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2.6 मिलियन और 11,700 साल के बीच, मानव दिमाग में एक प्रमुख वृद्धि थी, जो आकार में दोगुनी थी, लाइव साइंस ने पहले बताया। मानव मस्तिष्क के विस्तार के समय तक जीवाश्म रिकॉर्ड की कमी के कारण, वैज्ञानिक आसानी से अलग नहीं हो सकते क्या न मनुष्यों को बड़े दिमाग विकसित करने के लिए प्रेरित किया; लेकिन आधुनिक उपकरणों के साथ, हम अब देख सकते हैं किस तरह हमारे दिमाग बंदर दिमाग की तुलना में अलग तरह से विकसित होते हैं।
Benito-Kwiecinski ने लाइव साइंस को बताया कि मानव और वानर दिमाग तेजी से विकास के क्षेत्र में तेजी से वृद्धि करते हैं, वैज्ञानिकों ने पहले अनुमान लगाया कि गर्भाधान के बाद मतभेद बहुत जल्द हो सकते हैं। लेकिन क्योंकि प्रारंभिक मानव और वानर भ्रूण मस्तिष्क ऊतक अनुसंधान के लिए आसानी से सुलभ नहीं हैं, पिछले अध्ययनों ने मुख्य रूप से बाद के विकास के चरणों पर ध्यान केंद्रित किया है जब न्यूरॉन्स पहले से ही मस्तिष्क के परिदृश्य को बनाते हैं।
लेकिन ऑर्गेनोइड तकनीक का आगमन, जो प्रयोगशाला में विकसित अंगों के मॉडल हैं, अब इन पहले के चरणों को देखना संभव बनाता है। वैज्ञानिक इन मस्तिष्क ऑर्गेनोइड्स को स्टेम कोशिकाओं, या कोशिकाओं से बनाते हैं जो शरीर में किसी भी प्रकार के सेल में रूपांतरित हो सकते हैं, और उन कोशिकाओं को मस्तिष्क की संरचनाओं में विकसित करने के लिए पुन: उत्पन्न कर सकते हैं।
हालांकि ये वास्तविक दिमाग नहीं हैं, फिर भी वे प्रभावशाली नकल करते हैं; पहले, वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क के ऑर्गेनोइड बनाए हैं जो अपनी रक्त वाहिकाओं को बढ़ा सकते हैं या अपनी मस्तिष्क तरंगों का उत्पादन कर सकते हैं, लाइव साइंस ने पहले बताया।
नए अध्ययन में, सिल्विया बेनिटो-क्विएकिंस्की चिंपांजी के “मिनीब्रेन” बढ़े, गोरिल्ला और लैब में इंसानों (यह पहली बार है जब गोरिल्ला ब्रेन ऑर्गनाइड बना है)। उन्होंने भ्रूण के शरीर कहे जाने वाले कोशिकाओं की 3 डी गेंदों के साथ शुरुआत की, जो मस्तिष्क के विकास के शुरुआती चरणों की नकल करते हैं – लगभग एक महीने के बाद गर्भाधान – इससे पहले कि स्टेम कोशिकाएं मस्तिष्क की कोशिकाओं में परिपक्व हो जाएं। फिर उन्होंने इन कोशिकाओं को जेल मैट्रिस में डाल दिया और उन्हें “नवोदित संरचनाओं” या तंत्रिका पूर्वज कोशिकाओं को विकसित करने की अनुमति दी, जो स्टेम सेल हैं जो अंततः मस्तिष्क कोशिकाओं में बदल जाएंगे।
“इन पूर्वज कोशिकाओं के कारण दिलचस्प हैं क्योंकि, अंततः, उत्पन्न न्यूरॉन्स की संख्या निर्भर करती है[s] पूर्वज कोशिकाओं की संख्या जो बनती है, “बेनिटो-क्विएकिन्स्की ने कहा। दूसरे शब्दों में, जितनी बार पूर्वज विभाजित होते हैं, उतने ही अधिक न्यूरॉन बनते हैं। ये पूर्वज कोशिकाएं बेलनाकार आकार की होती हैं, लेकिन जैसे-जैसे वे परिपक्व होती हैं, वे लम्बी होने लगती हैं। और अधिक धुरी की तरह बन जाते हैं।
ये लम्बी कोशिकाएँ अपने बेलनाकार पूर्ववर्तियों की तुलना में विभाजित होने में बहुत धीमी होती हैं। आखिरकार, धुरी जैसी कोशिकाएं पूरी तरह से विकसित न्यूरॉन्स बन जाती हैं।
शोधकर्ताओं ने पाया कि मानव मस्तिष्क में, तंत्रिका पूर्वज कोशिकाएं इन धीमी-विभाजित विभाजित कोशिकाओं में परिपक्व होने में कुछ दिनों का समय लेती हैं, जितना कि वे चिंपांजी और गोरिल्ला दिमाग में करते हैं।
“ऐसा प्रतीत होता है जैसे कि मानव को संक्रमण में देरी हो रही है,” स्पिंडल जैसी आकृति के लिए, बेनिटो-क्विएकिन्स्की ने कहा। संक्रमण से पहले उस अतिरिक्त समय में, मानव पूर्वज कोशिकाएं अपने समकक्षों की तुलना में अधिक विभाजित करती हैं, और अधिक कोशिकाओं का निर्माण करती हैं जो मस्तिष्क कोशिकाओं में परिपक्व होंगी, और इसलिए बड़े मस्तिष्क।
यह समझने के लिए कि, शोधकर्ताओं ने जीनों को देखा जो अलग-अलग ऑर्गेनोइड में मस्तिष्क के विकास के इस प्रारंभिक चरण के दौरान चालू और बंद थे। उन्होंने पाया कि जीन ZEB2 जल्द ही गोरिल्ला मस्तिष्क organoids में मानव organoids की तुलना में चालू किया गया था। BenE-Kwiecinski ने कहा कि ZEB2 “इस सेल आकार परिवर्तन का नियामक है।”
निश्चित रूप से पर्याप्त है, जब शोधकर्ताओं ने गोरिल्ला पूर्वज कोशिकाओं में ZEB2 के सक्रियण में देरी की, लम्बी कोशिकाओं में संक्रमण अधिक समय तक रहा, जिससे गोरिल्ला ऑर्गेनोइड में कोशिकाएं मानव जीवों में कोशिकाओं के समान बढ़ती हैं। जब वे मानव जीवों में जल्द ही ZEB2 में बदल गए, तो इसके विपरीत हुआ: मानव जीवों में कोशिकाएं अधिक बढ़ जाती हैं जैसे कि बंदर जीवों में कोशिकाएं होती हैं, जिसका अर्थ है कि वे तेजी से लम्बी कोशिकाओं में परिवर्तित हो गई हैं।
यह स्पष्ट नहीं है कि वानरों से मनुष्यों के विभाजन के तुरंत बाद, इस जीन की अभिव्यक्ति को बदलना शुरू हो गया; और यह भी अज्ञात है कि अन्य जीन क्या शामिल हैं। बेनिटो-क्विएकिंस्की और उनकी टीम अब यह समझने की उम्मीद करती है कि ZEB2 की अभिव्यक्ति को क्या नियंत्रित करता है, और इस प्रकार यह जीन वानरों की तुलना में मनुष्यों में बाद में क्यों व्यक्त किया जाता है।
यह निष्कर्ष बुधवार (24 मार्च) को पत्रिका में प्रकाशित हुआ सेल।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।