Onderzoekers van het Max Planck-instituut voor moleculaire celbiologie en genetica in Dresden hebben een gen gevonden, ARHGAP11B genoemd, dat zorgt voor de ‘unieke’ complexiteit van een deel van de menselijke hersens, de neocortex. In dat deel van de hersens huist het vermogen tot praten, redeneren en zintuigelijke waarneming, een belangrijk deel van de vaardigheden die mensen apart zetten in de dierenwereld. Muizenembryo’s die het gen kregen ’toegediend’ ontwikkelden grotere hersendelen en sommige muizenhersens kregen het gerimpelde oppervlak van menselijke hersens. De onderzoekers schatten dat zo’n 15 genen de menselijke hersens ‘uniek’ maken.
Het gen is niet alleen gevonden bij mensen, maar ook bij de prehistorische, soortverwante neanderthalers en de wat mysterieuze denisovanen (waarvan alleen botresten in Siberië zijn gevonden). Volgens directeur Wieland Huttner van het Duitse instituut is de vondst het resultaat van 25 jaar onderzoek. “We zijn altijd op zoek geweest naar de veranderingen in het erfgoed die verantwoordelijk waren voor de grote hersens van mensen in vergelijking met andere primaten.” De hersens van mens(achtig)en is gedurende de laatste 7 miljoen jaar bijna verdrievoudigd. De snelste groei vond plaats in de laatste 2 miljoen jaar. De Homo erectus, die 1,8 miljoen jaar geleden op aarde rondliep, had hersens die de helft zo groot waren als die van de moderne mens. Huttner: “Wat we nu hebben gevonden is een gen dat karakteristiek is voor hersens van zo’n 1,3 liter.”

Proeven met muisembryo’s lijken de vermoedens van de onderzoekers te bevestigen. De embryo’s die het gen kregen ’toegediend’ ontwikkelden grotere hersendelen en sommige kregen zelfs dezelfde rimpelingen in het hersenoppervlak als mensen. Dat laatste zou het mogelijk maken dat er meer hersenweefsel in eenzelfde schedel past. De onderzoekers willen nu gaan uitvissen hoe die ontwikkeling in de muis verder gaat. Ook willen ze uitzoeken of muizen met dat mensengen slimmer zijn en een beter geheugen hebben dan muizen zonder dat gen. De onderzoekers moeten ook nog uitzoeken waarom die vouwen in het hersenoppervlak niet bij alle muizen ontstaan.

Het gen zou in de evolutie van de mens ontstaan zijn toen de stamboom van de chimpansees en de mensen zich splitste, zo’n 5 miljoen jaar geleden. Het gen kreeg de aanduiding ARHGAP11B naar het eiwit waarvoor het codeeert en is een mutatie van een gen dat aanwezig is bij veel organismen; van gisten tot muizen. Onderzoekster Marta Florio ontdekte dat het gen erg actief was bij de omzetting van stamcellen in zenuwcellen in de neocortex. In plaats dat die stamcellen rijpen en zich delen in twee neuronen, zoals normaal in dieren, onstonden er onder invloed van dat actieve gen veel meer nieuwe hersencellen.
Bij primaten hebben, zo ontdekte Florio, 56 genen invloed op de ontwikkeling van de neurale stamcellen. Een kwart daarvan is uniek voor de mens. Sommige zijn nog niet eerder achterhaald en kunnen een eigen, belangrijke invloed hebben op de ontwikkeling van de menselijke hersens.
Florio: “Wat uniek is aan de menselijke hersens komt niet van een enkel gen. Kennisverwerking is een ingewikkeld proces. Ik denk niet dat een enkel gen ons slimmer maakt dan de andere dieren. Wat we waarschijnlijk kunnen zeggen is dat die genen een belangrijke sleutel vormen voor ons menszijn.” Ze gelooft niet dat het nu beproefde gen kan zorgen voor slimme muizen. ARHGAP11B zorgt voor de productie van meer hersencellen in de neocortex, maar dat op zich hoeft niet genoeg te zijn om de intelligentie van de muis te vergroten. Het is waarschijnlijk dat de hersens andere genen nodig heeft om functionele netwerken te vormen in de hersens. “Een muis met dat gen heeft meer rekenkracht, zou je zeggen, maar de hersencellen moeten een netwerk vormen en ik denk niet dat een gen dat voor elkaar krijgt”, zegt Florio.

Bron: the Guardian