Dlaczego mózg jest pomarszczony?

Dlaczego mózg jest pomarszczony? Dlaczego jest to tak ważne? Jak to wpływa na nas i jakie korzyści nam daje? Spróbujmy odpowiedzieć na te pytania.

Przez całe wieki ludzkość chciała mieć wiedzę na temat mózgu i każdej z jego części. Zawsze chcieliśmy wiedzieć, jaką funkcję pełnią te części i znać nawet największe sekrety mózgu. Dziś kontynuujemy nasze poszukiwania, a pytanie, które zadajemy sobie w tym artykule brzmi: dlaczego mózg jest pomarszczony?

Sądząc po skali zoologicznej, związek pomiędzy neuronami a zdolnością uczenia się jest liniowy. Im większa powierzchnia mózgu, tzn. im większa kora mózgowa, tym szybciej się uczy. Człowiek ma maksymalną powierzchnię mózgu, który jest pomarszczony dzięki skręceniom. W ten sposób ma on dużą powierzchnię na małej przestrzeni.

Zwierzęta bez obwodów, czyli z tzw. gładkomózgowiem, mają niewielką inteligencję, podczas gdy zwierzęta z pomarszczonym mózgiem są wyposażone w obwody, dzięki którym mogą się łatwiej uczyć. Człowiek ma najbardziej pomarszczony mózg ze wszystkich gatunków. Następne w rankingu są małpy człekokształtne.

,,Ludzki mózg składa się prawie wyłącznie z kory mózgowej. Mózg np. szympansa również ma korę mózgową, ale w znacznie mniejszym stopniu. Kora mózgowa pozwala nam myśleć, pamiętać, wyobrażać sobie. Jesteśmy istotami ludzkimi zasadniczo dzięki naszej korze mózgowej.

-Edoardo Boncinelli-

Anatomia mózgu: różnice między ludźmi a szympansami

W maju 2009 r. czasopismo Scientific American opublikowało artykuł autorstwa Catherine S. Pollard, biostatystyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Opracowała ona program komputerowy do porównywania części mózgu o największych różnicach między ludźmi a szympansami.

Sekwencja, która dzięki tej analizie wykazała największą różnicę, ma 118 nukleotydów. Pollard nazwała ją HAR1, ,,human accelerated region“, ,,ludzki region przyspieszony”.

Wydaje się, że HAR1 jest aktywny w mózgu człowieka i innych kręgowców. Co więcej, segment ten ewoluował bardzo powoli u kręgowców innych niż człowiek. Na przykład, pomiędzy sekwencjami nukleotydów kurczaka i szympansa zachodzą tylko dwie zmiany, podczas gdy liczba różnic z ludźmi wynosi 18.

W hodowanych komórkach wykazano, że sekwencja HAR1 jest modulatorem ekspresji genetycznej. Stwierdzono, że jest aktywna w przypadku neuronów uczestniczących w rozwoju kory mózgowej.

Rzeczywiście, gdy komórki z aktywną HAR1 są uszkodzone, mózg rozwija się nieprawidłowo, a kora mózgowa nie ma charakterystycznego wyglądu (z licznymi rowkami i płatami). Cechą anatomiczną inteligencji jest nie tylko waga mózgu, ale także jego zmarszczki, czyli liczba bruzd i płatów, które ma.

,,Umysł, który otwiera się na nowy pomysł, nigdy nie powróci do swoich pierwotnych rozmiarów.”

-Albert Einstein.

Jak nasz mózg zrobił się pomarszczony?

Jedną z najwybitniejszych cech naszego mózgu jest wielki rozmiar kory mózgowej i jej fałdów, widocznych jako wyboje i rowki na jej zewnętrznej powierzchni. Jak wspomniano, większość zwierząt z dużym mózgiem ma złożoną korę mózgową, podczas gdy większość zwierząt z małym mózgiem ma gładką korę.

Kora mózgowa jest tkanką płytkową, w której neurony znajdują się u góry, a w dolnej lub wewnętrznej części znajduje się większość połączeń między neuronami a obszarami mózgu.

W dużych mózgach ta warstwa tkanki nerwowej, która pokrywa zewnętrzną część mózgu, jest nieproporcjonalnie większa niż głębokie struktury mózgu, które pokrywa. Zamiast przyjąć kształt balonu, składa się na siebie, minimalizując całkowitą objętość mózgu i czaszki.

Victor Borrel i jego zespół badają tę linię od kilku lat i wykazali, że komórka glejowa radialna, czyli bRG (regulowana przez czynniki wewnętrzne i zewnętrzne), odgrywa zasadniczą rolę w stycznej ekspansji kory mózgowej.

Tak więc bRG jest nieodzownym, choć niewystarczającym, warunkiem do wytworzenia zmarszczonej kory mózgowej. Zapewnia on trwanie nowych procesów, dzięki którym neurony migrują gwiaździście, rozpraszając się stycznie i rozszerzając korę mózgową.

,,Mózg ludzkiego niemowlęcia, w przeciwieństwie do każdego innego zwierzęcia, potroił się w pierwszym roku życia.

-Morton Hunt-

Co się dzieje, gdy mózg nie jest odpowiednio pomarszczony?

Fałdowanie korowe występuje podczas rozwoju embrionalnego. Pomarszczony kształt mózgu zaczyna się pojawiać około 20 tygodnia ciąży i kontynuuje aż do momentu, gdy dziecko ma 1,5 roku życia.

Jest to ważne dla optymalizacji funkcjonalnej organizacji i połączeń mózgu. Ponadto pozwala na umieszczenie dużej kory mózgowej w objętości czaszki ograniczonej jej rozmiarem.

Niektóre z najczęstszych patologii to drobnozakrętowość – tworzenie się wielu małych zakrętów i heterotopia guzkowa okołokomorowa – neurony gromadzą się nieprawidłowo w pobliżu komór kresomózgowia, tworząc guzki pełniące rolę ogniska padaczkowego.