De vorm van je brein kan veel zeggen over de Neanderthaler in jou. Uit nieuw onderzoek is gebleken dat moderne mensen met bepaalde genetische fragmenten van onze naaste uitgestorven familieleden mogelijk meer langwerpige hersenen en schedels hebben dan andere mensen.
Moderne mensen hebben unieke, relatief bolvormige schedels en hersenen. Daarentegen hebben de naaste uitgestorven familieleden van de moderne mens, de Neanderthalers, de langwerpige schedels en hersenen die typisch zijn voor de meeste primaten.
Eerder onderzoek had gesuggereerd dat deze contrasterende schedelvormen verschillen zouden kunnen weerspiegelen in de grootte van verschillende hersengebieden bij moderne mensen en Neanderthalers, en hoe deze hersengebieden met elkaar verbonden waren. "Maar hersenweefsel fossiliseert niet, dus de onderliggende biologie is ongrijpbaar gebleven", vertelde co-leadonderzoeksauteur Philipp Gunz, een paleoantropoloog aan het Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig, Duitsland, aan WordsSideKick.com.
Om dit mysterie op te lossen, hebben wetenschappers eerst CT-scans (computertomografie) gemaakt van zeven fossiele Neanderthaler-schedels en 19 moderne menselijke schedels. Ze ontwikkelden afdrukken van de binnenkant van de hersenpan van de schedel en maten hun rondheid.
Vervolgens analyseerden de onderzoekers bijna 4.500 moderne mensen voor wie ze zowel genetische gegevens als magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) -scans van hun hersenen hadden.
"We redeneerden dat als we specifieke Neanderthaler-DNA-fragmenten zouden kunnen identificeren in een voldoende groot aantal levende mensen, we zouden kunnen testen of een van deze fragmenten naar een minder bolvormige hersenvorm duwt, waardoor we kunnen inzoomen op genen die mogelijk belangrijk voor deze eigenschap ', vertelde senior studie auteur Simon Fisher, een neurogeneticus aan het Max Planck Instituut voor Psycholinguïstiek in Nijmegen, Nederland, aan WordsSideKick.com.
Uit eerder onderzoek bleek dat moderne mensen en Neanderthalers meerdere episodes van kruising hebben meegemaakt, waardoor het Neanderthaler-DNA in het moderne menselijke genoom is geïntroduceerd. In de nieuwe studie ontdekten de wetenschappers dat Neanderthaler-DNA-fragmenten in moderne menselijke chromosomen 1 en 18 in verband werden gebracht met minder ronde hersenen.
'De effecten van het dragen van deze zeldzame Neanderthaler-fragmenten zijn subtiel', zei Fisher. "De effecten van de Neanderthaler-genvarianten zijn klein, je zou ze niet in iemands hoofdvorm kunnen zien als je ze tegenkomt."
De Neanderthaler-DNA-fragmenten bevatten twee genen, eerder onderzoek dat verband houdt met de ontwikkeling van de hersenen. De ene, UBR4, is gekoppeld aan de generatie van neuronen en de andere, PHLPP1, wordt geassocieerd met de ontwikkeling van vette isolatie rond zenuwcellen.
De onderzoekers ontdekten dat dit Neanderthaler-DNA de sterkste effecten had op hersenstructuren die bekend staan als het putamen en het cerebellum - die beide de sleutel zijn tot de voorbereiding, het leren en de coördinatie van bewegingen. Het putamen vormt het buitenste deel van de basale ganglia van de hersenen, die worden geassocieerd met geheugen, aandacht, planning, het leren van vaardigheden en mogelijk spraak en taal.
De wetenschappers merkten op dat als een persoon meer Neanderthaler-DNA heeft dan gemiddeld, dit niet noodzakelijkerwijs betekent dat hun hersenen langwerpiger zijn. "Twee mensen met zeer vergelijkbare totale hoeveelheden Neanderthaler-DNA - bijvoorbeeld 1 procent van hun genomen - kunnen heel verschillende fragmenten dragen," zei Fisher.
De onderzoekers merkten ook op dat deze schedelverschillen waarschijnlijk geen verschillen weerspiegelden ten tijde van de geboorte van een baby: moderne mensen en Neanderthalers hebben in die tijd vergelijkbare hersenpan- en schedelvormen, zei Gunz. Na de geboorte resulteerden verschillen in hersenontwikkeling waarschijnlijk in de uitgesproken verschillen die worden gevonden in schedelvorm tussen volwassenen van de twee lijnen, voegde hij eraan toe.
Toekomstig onderzoek kan op zoek gaan naar meer Neanderthaler-DNA dat is gekoppeld aan moderne menselijke hersenen en bepalen welke specifieke effecten deze oude genetische varianten zouden kunnen hebben door hersenweefsel te laten groeien met Neanderthaler-DNA in het laboratorium, zei Fisher.
De wetenschappers hebben hun bevindingen online op 13 december gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology.
