Ролята на серотонина в еволюцията на човешкия мозък и неговото нарастване

С човешката еволюция се е увеличавал и размерът на мозъка, особено в неокортекса. Той позволява на човека да говори, сънува и мисли. По-рано изследователи от Института по молекулярна клетъчна биология и генетика „Max Planck“ в Дрезден, заедно със свои колеги от университетска болница „Carl Gustav Carus“ откриват някои молекулни причини за нарастването му. Обикновено става въпрос за фактори на клетъчно ниво, които влияят върху така наречените базални прогенитори – стволовите клетки в развиващия се неокортекс, на които основно се дължи увеличения му размер.

Серотонинът и базалните прогенитори

Днес учените разкриват друго парченце от пъзела – невротрансмитера серотонин, хормонът на щастието, чиято роля се състои в това да предизвиква чувство на удовлетворение, самоувереност и оптимизъм. Според тях той също е фактор при нарастването на базалните прогенитори в човешкия, а не мишия, неокортекс. Така експертите стигат до извода, че серотонинът, извлечен от плацентата, е допринасял през годините за увеличаване размера на човешкия неокортекс.

Вийланд Хутнер от института „Max Planck“, който е и един от неговите основатели, е отделил много от времето си в търсене на отговор на въпроса защо с еволюцията на човека, е нараствал и неговият неокортекс. В едно от най-новите си изследвания екипът от неговата лаборатория решава да се фокусира върху ролята на серотонина.

Серотонинът често е определян като хормон на щастието, защото предава съобщения между невроните, които ни карат да се чувстваме приятно. В развиващия се ембрион плацентата произвежда серотонин, който достига до мозъка чрез кръвообращението. Същият процес се наблюдава и при мишките. Тепърва предстоят задълбочени изследвания върху ролята на серотонина от плацентата върху формирането и развитието на мозъка. 

По време на докторантурата си в Канада постдокторантът Лей Ксинг от изследователския екип на Хутнер изучава функцията на невротрансмитерите. По-късно, когато стартира своя научен проект в Дрезден, една от основните му цели е да разбере каква е ролята им за развиващия се мозък. Ксинг пояснява: „Позовах се на база данни от по-стари проучвания на екипа и открих, че серотонин рецепторът HTR2A е експресиран в неокортекса на човешкия ембрион, но не и в този на мишия. Серотонинът трябва да се свърже с въпросния рецептор, за да започне предаването на сигнала. Запитах се дали е възможно това да е една от причините ние, хората, да имаме по-голям мозък."

За целта експертите стимулират производството на HTR2A рецептор в неокортекса на ембрион на мишка. Те откриват, че серотонинът, вследствие активирането на рецептора, предизвиква последователност от реакции, които водят до засилено образуване на базални прогенитори в развиващия се мозък. От своя страна, повече прогенитори означава стимулиране производството на повече неврони в мозъчната кора, а оттам – по-голям размер на самия мозък.

Вийланд Хутнер обобщава: „Усилията на колегите разкриха една непозната досега, нова роля на серотонина като фактор за растежа на базалните прогенитори, при човешкия мозък най-вече. Нарушена функция на серотонина за предаване на сигналите от един неврон на друг и увредена експресия или мутация на неговия рецептор HTR2A се наблюдават при хора с различни неврологични или психически разстройства като синдром на Даун, синдром на дефицит на вниманието и хиперактивност и аутизъм. Откритията, които направихме биха могли да помогнат на учените да разберат как точно нарушената функция на серотонина и неговия рецептор по време на развитието на мозъка на ембриона влияе върху появата на вродени генетични аномалии, а оттам и върху откриването на нови форми на лечение.“ 

Прочетете още: Еволюция на човешкия мозък: тройно увеличаване на обема му за 3 милиона години