חוקרים גידלו "מוחות קטנים" עם שוני גנטי המדמה הבדל במערכת העצבים המרכזית של הומו ספיינס מול זאת של המין האנושי הקדום, שנכחד
אחת השאלות הגדולות בתחום האבולוציה האנושית היא איך קרה שבני האדם קיימים כיום רק כמין אחד, הומו ספיינס, בשעה שאצל בעלי חיים רבים קיימים מינים רבים שחיים זה לצד זה, או במקומות אחרים ברחבי העולם. במשפחת הכלביים, למשל, תחת הסוג "קאניס" נמצאים המינים זאב מצוי, תן זהוב וכלב הבית. תחת הסוג "הומו" (אדם), אנו נמצאים כיום לבד, ללא מתחרים.
בעבר היו קיימים מינים נוספים של "הומו", ובהם הומו ארקטוס והומו ניאנדרטלנזיס, המוכר יותר כאדם הניאנדרטלי, אך כולם נכחדו. קיימות השערות רבות לגבי הסיבות להכחדתם של שאר מיני האדם. אחת המרכזיות שבהן מדברת על יתרון שכלי שהיה להומו ספיינס על פני המינים האחרים והעניק לו עדיפות עליהם, אם במאבקים פיזיים בין המינים השונים או בתחרות על משאבים ושטחי מחיה.
מכיוון שאחרוני מיני האדם האחרים נעלמו כבר לפני עשרות אלפי שנים, איננו יכולים לבחון את המוחות שלהם, וקשה להצביע בוודאות על הבדלים בכישורי החשיבה שלהם ושלנו. אך גישה חדשנית המשלבת הנדסה גנטית ומחקר בתאי גזע קידמה אותנו צעד משמעותי לעבר השוואה כזאת.
אחרוני מיני האדם האחרים נעלמו כבר לפני עשרות אלפי שנים, כך שקשה להצביע בוודאות על הבדלים בכישורי החשיבה שלהם ושלנו. החוקר אליסון מוטרי (Muotri) מחזיק גולגולות של ניאנדרטל ושל אדם מודרני | UC San Diego Health Sciences
"מיני-מוחות" מהונדסים
במחקר חדש שהתפרסם בכתב העת Science דיווחו חוקרים מארצות הברית על פריצת דרך בחקר ההבדלים בין מוחו של הומו ספיינס לבין המוח הניאנדרטלי. החוקרים גידלו תרביות של תאי גזע אנושיים שהפכו לתאי עצב ויצרו מהם אורגנואידים של מוח - צברי תאים שמתפקדים כמעין מוחות זעירים. חלק מהאורגנואידים דימו את המוח האנושי, ובאחרים החדירו שינוי גנטי בתאי העצב, שנועד לדמות את המוח הניאנדרטלי.
כאשר חוקרים קבעו את רצף ה-DNA של הניאנדרטלים, פרוייקט שהתחיל כבר ב-2010, הם מצאו שהגנום שלנו ושל הניאנדרטלים דומה מאוד, עם אחוז קטן מאוד של בסיסי ה-DNA שהיו שונים ביננו ובינם. מתוך סך ההבדלים בין רצף ה-DNA האנושי לבין זה הניאנדרטלי, החוקרים זיהו 61 גנים שלכל בני האדם יש גרסה אחת שלהם, ולניאנדרטלים יש גרסה אחרת - במהלך האבולוציה הם עברו שינויים (מוטציות) שהבדילו בין שתי האוכלוסיות ושמתבטאים גם בהבדלים בחלבונים שהגֵנים מייצרים. מתוכם בחרו החוקרים במוטציה אחת בגֵן אחד, שידוע כי הוא ממלא תפקיד מרכזי במהלך השלבים הראשונים של התפתחות המוח.
לפיכך, באחת התרביות של תאי העצב גידלו החוקרים "מיני-מוח" אנושי שלא עבר שום מניפולציה גנטית. לתרבית השנייה החדירו את הגרסה הניאנדרטלית של הגֵן וגידלו באמצעותה "מיני-מוח" שדימה מוח ניאנדרטלי. כך יכלו החוקרים לבחון את השפעת השינוי הזה ברצף הגנטי על תפקוד המוחות של שני מיני בני האדם.
החוקרים גידלו שני סוגים של "מיני-מוח", מתאי עצב אנושיים ומתאי עצב שאליהם החדירו גרסה ניאנדרטלית של הגן. מימין: ה"מיני-מוחות" האנושיים, משמאל: אלו המדמים מוח ניאנדרטלי | UC San Diego Health Sciences
שינוי קטן, השפעה גדולה
החוקרים זיהו הבדלים מבניים ותפקודיים ניכרים בין ה"מוחות". לדוגמה, דמוי-המוח האנושי היה עגול וחלק יותר, והתפתחותו הייתה מהירה יותר מזו של דמוי-המוח הניאנדרטלי. כמו כן נצפו הבדלים ברמות הפעילות של 277 גֵנים בין שני ה"מוחות", ביניהם גֵנים המעורבים בהתפתחות המוח. בהתחשב בהשפעה הנרחבת שהייתה לשינוי נקודתי בגֵן אחד בלבד, מדובר בממצא משמעותי למדי, שכן ההבדלים הגנטיים בין בני אדם מודרניים לאדם הניאנדרטלי גדולים הרבה יותר.
למרות הממצאים המלהיבים, קטרינה סמנדפרי (Semendeferi), אחת החוקרות הראשיות במחקר, אמרה בריאיון לניו יורק טיימס שעדיין מוקדם להבין את המשמעויות של התפתחות המוח מהמחקר הזה. "מה שעשינו היה בעיקר הוכחת היתכנות[...] עכשיו יש לנו נקודת מוצא שממנה אנחנו יכולים להתחיל לחקור".
זו הייתה הפעם הראשונה שבה שחזרו חוקרים רקמה חיה שמדמה את מוחם של בני דודינו הניאנדרטלים. כעת אפשר להתחיל לחקור באמצעות הכלי הזה את ההבדלים בהתפתחות ובפעילות של מוחותיהם של מיני האדם השונים. נותרה עוד כברת דרך ארוכה לעבור עד שנוכל לדעת איך קרה שהומו ספיינס שרד בשעה שכל שאר מיני האדם נכחדו. עם זאת, המחקר פותח דלת לעולם חדש שיאפשר לנו לבחון את תפקודי המוח גם של מינים שאינם קיימים עוד.
