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Fand einen wichtigen Unterschied zwischen dem menschlichen Gehirn und anderen Primaten

01.09.2022

Wissenschaftler der Yale American University verglichen die Aktivität von Genen in den Zellen der Großhirnrinde bei Menschen und anderen Primatenarten. Dadurch konnten viele Gemeinsamkeiten zwischen ihnen aufgedeckt werden – und mehrere wichtige Unterschiede, die für die Bildung und Funktionsweise des menschlichen Gehirns entscheidend sein können. Zu diesen Unterschieden gehören Mikrogliazellen, die das für die Sprache wichtige FOXP2-Gen nutzen.

Biologen unter der Leitung von Nenad Sestan untersuchten die Strukturen des dorsolateralen vorderen Kortex (dlPFC) – ein Bereich, der eng mit der Arbeit von Sprache und Emotionen, dem Kurzzeitgedächtnis, der Entscheidungsfindung und anderen höheren kognitiven Funktionen des Gehirns verbunden ist.

Es wurden dlPFC-Gewebe von vier Primatenarten, Menschen, Schimpansen, Makaken und Krallenaffen, verwendet. Für jeden von ihnen haben Wissenschaftler ein Transkript identifiziert – einen vollständigen Satz von RNA, der aus aktiven Genen synthetisiert wurde und zeigt, welche in jeder einzelnen Zelle funktionieren. So erhielten die Autoren mehr als 600 Transkriptome verschiedener Primatenarten, die sie anschließend miteinander verglichen.

Der Vergleich ermöglichte es, mehr als hundert Zelltypen zu identifizieren, die Menschen und anderen Tieren gemeinsam sind – und fünf Zelltypen, die nicht bei allen vorkommen. Vier davon kommen nur beim Menschen vor, und einer kommt bei Menschen und Schimpansen vor. Diese Zellen gehören zur Mikroglia, dem Immunsystem des Gehirns, das weniger für die Bekämpfung von Infektionen als vielmehr für die Bildung und Erhaltung von Nervengewebe wichtig ist.

Die genetische Analyse dieser Mikrogliazellen zeigte, dass das FOXP2-Gen beim Menschen funktioniert, während es bei anderen Primaten inaktiv bleibt. Dieses Gen fungiert als Regulator vieler anderer Gene und ist nicht nur an der Entwicklung des Gehirns, sondern auch anderer innerer Organe beteiligt.

Es ist bekannt, dass eine Störung von FOXP2 im Nervensystem zu Sprachstörungen und der Gesamtfunktion des Stimmapparates führt. Jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass FOXP2 in einigen Neuronen bei allen Primaten funktioniert, aber nur in Mikroglia beim Menschen. So sind wir dem Verständnis, wie sich die Gehirne von Primaten und Menschen genau unterscheiden, ein Stück näher gekommen.

„Heute gilt der dorsolaterale präfrontale Kortex als Schlüsselelement der menschlichen Identität“, fügt Nenad Sestan hinzu. „Aber wir wissen immer noch nicht, was genau es beim Menschen einzigartig macht und es von anderen Primatenarten unterscheidet. Jetzt haben wir mehr Beweise dafür."

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Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop 02.05.2024

Mikroskope spielen eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Forschung und ermöglichen es Wissenschaftlern, in für das Auge unsichtbare Strukturen und Prozesse einzutauchen. Allerdings haben verschiedene Mikroskopiemethoden ihre Grenzen, darunter auch die begrenzte Auflösung bei der Nutzung des Infrarotbereichs. Doch die neuesten Errungenschaften japanischer Forscher der Universität Tokio eröffnen neue Perspektiven für die Erforschung der Mikrowelt. Wissenschaftler der Universität Tokio haben ein neues Mikroskop vorgestellt, das die Möglichkeiten der Infrarotmikroskopie revolutionieren wird. Dieses fortschrittliche Instrument ermöglicht es Ihnen, die inneren Strukturen lebender Bakterien mit erstaunlicher Klarheit im Nanometerbereich zu sehen. Typischerweise sind Mikroskope im mittleren Infrarotbereich durch eine geringe Auflösung eingeschränkt, aber die neueste Entwicklung japanischer Forscher überwindet diese Einschränkungen. Laut Wissenschaftlern ermöglicht das entwickelte Mikroskop die Erstellung von Bildern mit einer Auflösung von bis zu 120 Nanometern, was 30-mal höher ist als die Auflösung herkömmlicher Mikroskope. ... >>

Luftfalle für Insekten 01.05.2024

Die Landwirtschaft ist einer der Schlüsselsektoren der Wirtschaft und die Schädlingsbekämpfung ist ein integraler Bestandteil dieses Prozesses. Ein Team von Wissenschaftlern des Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, hat eine innovative Lösung für dieses Problem gefunden – eine windbetriebene Insektenluftfalle. Dieses Gerät behebt die Mängel herkömmlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden, indem es Echtzeitdaten zur Insektenpopulation liefert. Die Falle wird vollständig mit Windenergie betrieben und ist somit eine umweltfreundliche Lösung, die keinen Strom benötigt. Sein einzigartiges Design ermöglicht die Überwachung sowohl schädlicher als auch nützlicher Insekten und bietet so einen vollständigen Überblick über die Population in jedem landwirtschaftlichen Gebiet. „Durch die rechtzeitige Beurteilung der Zielschädlinge können wir die notwendigen Maßnahmen zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten ergreifen“, sagt Kapil ... >>

Die Bedrohung des Erdmagnetfeldes durch Weltraummüll 01.05.2024

Immer häufiger hören wir von einer Zunahme der Menge an Weltraummüll, der unseren Planeten umgibt. Zu diesem Problem tragen jedoch nicht nur aktive Satelliten und Raumfahrzeuge bei, sondern auch Trümmer alter Missionen. Die wachsende Zahl von Satelliten, die von Unternehmen wie SpaceX gestartet werden, schafft nicht nur Chancen für die Entwicklung des Internets, sondern auch ernsthafte Bedrohungen für die Weltraumsicherheit. Experten richten ihre Aufmerksamkeit nun auf die möglichen Auswirkungen auf das Erdmagnetfeld. Dr. Jonathan McDowell vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics betont, dass Unternehmen rasch Satellitenkonstellationen aufbauen und die Zahl der Satelliten im nächsten Jahrzehnt auf 100 ansteigen könnte. Die schnelle Entwicklung dieser kosmischen Satellitenarmadas kann zu einer Kontamination der Plasmaumgebung der Erde mit gefährlichen Trümmern und einer Gefahr für die Stabilität der Magnetosphäre führen. Metallabfälle von gebrauchten Raketen können die Ionosphäre und Magnetosphäre stören. Beide Systeme spielen eine Schlüsselrolle beim Schutz und der Erhaltung der Atmosphäre ... >>

Verfestigung von Schüttgütern 30.04.2024

In der Welt der Wissenschaft gibt es viele Geheimnisse, und eines davon ist das seltsame Verhalten von Schüttgütern. Sie verhalten sich möglicherweise wie ein Feststoff, verwandeln sich aber plötzlich in eine fließende Flüssigkeit. Dieses Phänomen hat die Aufmerksamkeit vieler Forscher auf sich gezogen, und wir könnten der Lösung dieses Rätsels endlich näher kommen. Stellen Sie sich Sand in einer Sanduhr vor. Normalerweise fließt es frei, aber in manchen Fällen bleiben seine Partikel stecken und verwandeln sich von einer Flüssigkeit in einen Feststoff. Dieser Übergang hat wichtige Auswirkungen auf viele Bereiche, von der Arzneimittelproduktion bis zum Bauwesen. Forscher aus den USA haben versucht, dieses Phänomen zu beschreiben und seinem Verständnis näher zu kommen. In der Studie führten die Wissenschaftler Simulationen im Labor mit Daten aus Beuteln mit Polystyrolkügelchen durch. Sie fanden heraus, dass die Schwingungen innerhalb dieser Sätze bestimmte Frequenzen hatten, was bedeutete, dass sich nur bestimmte Arten von Schwingungen durch das Material ausbreiten konnten. Erhalten ... >>

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Meteorit vom Tagish-See 01.08.2001

In der Nacht zum 18. Januar 2000 schlug ein großer Meteorit auf dem Eis des kanadischen Tagish-Sees ein. Es wird berechnet, dass es vor dem Eintritt in die Erdatmosphäre etwa 200 Tonnen wog, aber nur Fragmente die Erde erreichten.

Bald kam ein in der Nähe lebender Amateurastronom auf den Plan, und dann kamen Profis. Sie sammelten viele Fragmente aus dem Eis, die besonders wertvoll waren, weil sie in ein vom Menschen wenig beeinflusstes Gebiet fielen und bald aufgesammelt wurden, da sie keine Zeit hatten, irdische Verschmutzungen aufzusammeln.

Die ersten Ergebnisse der Untersuchung des Fundes wurden nun veröffentlicht. Wie sich herausstellte, gehört der Meteorit zu den kohligen Chondriten - einer seltenen Klasse von Meteoriten, die reich an organischen Verbindungen sind. Sein Alter wird auf 4,5 Milliarden Jahre geschätzt, das heißt, er ist älter als die Planeten des Sonnensystems. In den ausgewählten Fragmenten befanden sich viele Kohlenwasserstoffmoleküle, mikroskopisch kleine Diamantkristalle, interstellarer Staub und so etwas wie Lehm.

Letzteres ist besonders interessant: Ton bildet sich meist nur in Gewässern oder zumindest in Gegenwart von Wasser. Auch Spuren von Aminosäuren wurden gefunden. Es wird angenommen, dass eine solche Zusammensetzung für Kometenkerne charakteristisch ist.

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