Když se před miliony let naši předkové vydali na cestu oddělenou od našich nejbližších příbuzných – šimpanzů, nastartovali tím proces, který vedl k vytvoření jednoho z nejpozoruhodnějších orgánů v přírodě: lidského mozku. Tento orgán nám umožnil získat dominantní postavení mezi živočichy, vytvořit komplexní společnosti, a dokonce zkoumat vesmír. Ale jak ukazuje nová studie publikovaná v časopise Science Advances, tato evoluce má i svou daň.

Tým vědců vedený Samem Vickerym z Institutu pro systémovou neurovědu na Heinrich-Heine-Universität v Düsseldorfu provedl rozsáhlou komparativní studii mozků lidí a šimpanzů. Jejich cílem bylo zjistit, jak se liší proces stárnutí mozku u těchto dvou blízce příbuzných druhů.

Velké rozdíly v malých detailech

Vědci analyzovali snímky magnetické rezonance (MRI) 189 šimpanzů a 480 lidí. Pomocí sofistikovaných počítačových metod porovnávali, jak se mění objem šedé hmoty mozkové v různých oblastech mozku s věkem u obou druhů.

„Zjistili jsme, že u lidí existuje silný pozitivní vztah mezi mírou expanze určité mozkové oblasti během evoluce a mírou jejího úbytku během stárnutí,“ uvádí studie. „U šimpanzů jsme tento vztah nepozorovali.“

Jinými slovy, ty části lidského mozku, které se během evoluce nejvíce „nafouknuly“ oproti mozku šimpanzů, jsou také ty, které s věkem nejvíce „scvrkávají“.

Tento vztah byl nejsilnější v prefrontální kůře, oblasti zodpovědné za komplexní kognitivní funkce jako je plánování, rozhodování a sociální chování. Tato oblast je u lidí výrazně větší než u šimpanzů a je považována za klíčovou pro naše jedinečné mentální schopnosti.

Poslední přišel, první odchází

„Je to, jako bychom platili evolučního úvěr,“ uvádějí autoři studie. „Získali jsme vysoce výkonné mozkové oblasti, ale za cenu jejich zvýšené zranitelnosti vůči degenerativním procesům spojeným se stárnutím.“

Toto zjištění podporuje tzv. hypotézu „poslední přišel, první odchází“ (last-in-first-out) v neurovědách. Z toho vyplývají důležité implikace pro pochopení normálního stárnutí mozku i neurodegenerativních onemocnění jako je Alzheimerova choroba, která postihuje především ty „nejlidštější“ části našeho mozku.

Šedá hmota pod drobnohledem

Klíčem k objevu byla analýza šedé hmoty mozkové. Tato tkáň, tvořená především těly neuronů, je zásadní pro zpracování informací v mozku. Vědci sledovali, jak se její objem mění s věkem v různých oblastech mozku.

U lidí pozorovali výrazný úbytek šedé hmoty s věkem, zejména v prefrontální kůře a dalších oblastech spojených s vyššími kognitivními funkcemi. U šimpanzů byl tento úbytek mnohem mírnější a nekoreloval s evolučním rozvojem daných oblastí.

Je fascinující a současně možná i trochu znepokojující, že ty části mozku, které nás dělají lidmi – naše schopnost abstraktního myšlení, plánování do budoucnosti, komplexního sociálního chování – jsou také ty, které jsou nejvíce ohroženy stárnutím.

Evoluce na křižovatce

„Možná jsme dosáhli určitého evolučního limitu,“ spekulují autoři studie. „Další expanze těchto mozkových oblastí by mohla vést k ještě větší náchylnosti k degeneraci, což by mohlo převážit potenciální kognitivní výhody.“

Toto zjištění otevírá otázky o budoucí evoluci lidského mozku. Bude pokračovat v expanzi za cenu ještě větší zranitelnosti? Nebo najde způsoby, jak zvýšit odolnost svých nejvyvinutějších částí?

Výzkumníci zdůrazňují, že jejich zjištění by neměla být důvodem k pesimismu. Naopak, mohou pomoci nasměrovat výzkum k vývoji cílených strategií pro udržení zdraví mozku ve stáří.

Tým plánuje rozšířit svůj výzkum o další primáty, aby získal komplexnější obraz evoluce mozku a stárnutí napříč druhy. Také chtějí zkoumat, jak se tyto vzorce projevují u jedinců s neurodegenerativními onemocněními.