Mengkaji otak Neanderthal boleh mendedahkan pengubahsuaian genetik yang menyebabkan Neanderthal menghadapi kepupusan sambil menjadikan kita manusia sebagai spesies unik yang bertahan lama
Neanderthal ialah spesies manusia (dipanggil Neanderthal neanderthalensis) yang berkembang dalam Asia and Eropah dan wujud bersama untuk beberapa bahagian dengan manusia semasa (Homo Sapiens) yang berkembang dalam Afrika. Pertemuan ini telah menyebabkan bawaan manusia mewarisi 2% Neanderthal DNA dan dengan itu mereka adalah saudara purba yang paling dekat dengan manusia zaman moden. Neanderthal terakhir diketahui telah wujud kira-kira 130000 dan 40,000 tahun dahulu. Neanderthal, yang biasanya dirujuk sebagai "orang gua" mempunyai tengkorak panjang rendah yang tersendiri, hidung lebar, dagu tidak menonjol, gigi besar dan rangka badan berotot yang pendek tetapi kuat. Ciri-ciri tersendiri mereka menunjukkan mencari cara untuk badan menjimatkan haba di tengah-tengah sejuk dan keras. persekitaran mereka tinggal. Walaupun keadaan hidup primitif mereka, mereka adalah manusia yang sangat cerdas, berbakat dan sosial dengan saiz otak yang lebih besar daripada manusia moden hari ini. Mereka adalah pemburu yang sangat baik yang memiliki kemahiran, kekuatan, keberanian dan kemahiran komunikasi yang mahir. Walaupun mereka hidup dalam persekitaran yang mencabar, mereka sangat bijak. Malah, dipercayai bahawa mungkin terdapat jurang yang sangat sempit antara Neanderthal dan kita manusia dari segi tingkah laku dan naluri. Rekod fosil menunjukkan bahawa mereka adalah karnivor (walaupun mereka juga makan kulat), pemburu dan pemulung. Masih tidak jelas sama ada mereka mempunyai bahasa mereka sendiri, tetapi dinamik yang kompleks dalam kehidupan mereka menunjukkan bahawa mereka berkomunikasi antara satu sama lain menggunakan bahasa.
Neanderthal kini pupus selama 40,000 tahun, bagaimanapun, masih menjadi misteri bagaimana spesies yang telah bertahan selama lebih daripada 350,000 tahun boleh menghadapi kepupusan. Sesetengah saintis telah merumuskan bahawa manusia moden bertanggungjawab untuk kepupusan Neanderthal kerana mereka mungkin tidak dapat bertahan dengan baik dengan persaingan dalam sumber yang ditimbulkan oleh nenek moyang awal manusia moden. Ini pasti juga diburukkan oleh perubahan pesat dalam keadaan iklim. Neanderthal tidak semuanya hilang dengan cepat tetapi digantikan oleh manusia moden secara beransur-ansur melalui populasi tempatan. Neanderthal ialah bahagian evolusi manusia yang paling menarik yang telah menarik minat saintis kebanyakannya kerana berdekatan dengan Neanderthal dengan manusia moden. Dan untuk menyokong ini penyelidikan, banyak objek dan fosil, malah rangka penuh telah ditemui yang menunjukkan gambaran sekilas kehidupan Neanderthal.
Menumbuhkan otak Neanderthal di makmal
Penyelidik di University of California, San Diego sedang mengembangkan otak kecil Neanderthal (menyerupai korteks yang merupakan lapisan luar otak) sebesar 'kacang' dalam piring petri di makmal. Setiap "kacang" ini membawa gen NOVA1 daripada nenek moyang dan mempunyai kira-kira 400,000 sel. Matlamat mengembangkan dan menganalisis 'otak mini' Neanderthal ini adalah untuk memberi penerangan tentang ketulan saraf kecil yang boleh memberitahu kita mengapa spesies yang telah lama hidup ini telah pupus dan apakah sebab manusia zaman moden sebaliknya menakluki planet Bumi. Adalah penting untuk memahami perkara ini kerana sesetengah manusia zaman moden berkongsi 2% DNA dengan Neanderthal melalui pembiakan dan pada satu ketika kita wujud bersama mereka. Perbandingan perbezaan genetik dalam otak boleh memberi penerangan maksimum tentang kematian mereka dan peningkatan pesat homo sapiens.
Untuk memulakan pertumbuhan otak mini, penyelidik menggunakan teknologi sel stem di mana sel stem mula menjadi organoid otak (organ kecil) dalam tempoh beberapa bulan. Pada saiznya yang besar, organoid ini berukuran 0.2 inci dan boleh dilihat dengan mata kasar. Walau bagaimanapun, pertumbuhan mereka adalah terhad kerana di bawah keadaan makmal kerana mereka tidak mendapat bekalan darah yang diperlukan untuk mereka berkembang sepenuhnya. Jadi, sel otak mini menerima nutrien untuk pertumbuhan melalui proses resapan. Ia mungkin untuk mengembangkannya lebih jauh dengan mungkin menanam saluran darah tiruan bercetak 3D di dalamnya untuk membolehkan pembangunan, yang merupakan sesuatu yang penyelidik ingin cuba.
Langkah pertama ke arah membandingkan otak Neanderthal dengan otak kita
Otak Neanderthal adalah struktur seperti tiub yang lebih memanjang berbanding dengan otak bulat manusia. Dalam kerja yang luar biasa ini, penyelidik membandingkan genom terjujukan penuh Neanderthal yang tersedia dengan manusia moden. Genom Neanderthal telah dijujukan selepas mendapatkannya daripada tulang dalam fosil yang ditemui. Sebanyak 200 gen menunjukkan perbezaan yang ketara dan daripada senarai ini para penyelidik memberi tumpuan NOVA1 – pengatur ekspresi gen induk. Gen ini sama pada manusia dan Neanderthal dengan hanya sedikit perbezaan (sepasang asas DNA tunggal). Gen itu dilihat mempunyai ekspresi yang tinggi dalam pembangunan saraf dan telah dikaitkan dengan beberapa keadaan saraf seperti autisme. Apabila diteliti lebih dekat, otak mini Neanderthal mempunyai hubungan yang sangat sedikit antara neuron (dipanggil sinaps) berbanding biasa dan juga mempunyai rangkaian neuron yang berbeza yang kelihatan seperti otak manusia yang menghidap autisme yang diramalkan oleh penyelidik autisme. Sangat mungkin bahawa manusia mempunyai rangkaian saraf yang lebih maju dan canggih berbanding dengan Neanderthal yang membuatkan kita bertahan di atas mereka.
Penyelidikan ini berada pada peringkat awal untuk mencapai kesimpulan, terutamanya kerana sifat eksperimen terkawal. Batasan terbesar kajian ini ialah otak mini tersebut bukanlah "minda sedar" atau "otak penuh" dan tidak dapat memberikan gambaran lengkap tentang bagaimana otak dewasa berfungsi. Walau bagaimanapun, jika kawasan yang berbeza ditanam dengan jayanya, mereka boleh disatukan untuk mendapatkan pemahaman yang lebih besar tentang "minda" Neanderthal. Penyelidik pasti ingin meneroka lebih lanjut tentang keupayaan otak Neanderthal untuk mempelajari sesuatu dan dengan itu mereka akan cuba meletakkan otak mini ini ke dalam robot dan memahami isyarat.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Cohen J 2018. Organoid otak Neanderthal menjadi hidup. Sains/Ilmu. 360(6395).
https://doi.org/10.1126/science.360.6395.1284
