REVIEWEvolution und Genomik des menschlichen Gehirns

Die meisten Lebewesen sind zu Handlungen fähig, die man als intelligent bezeichnen kann oder die zumindest das Ergebnis eines Prozesses der angemessenen Reaktion auf sich verändernde Umstände in ihrer Umgebung sind. Die Intelligenz oder die intellektuellen Prozesse, die der Mensch entwickelt hat, sind jedoch denjenigen, die Organismen anderer Arten erreichen, weit überlegen. Das erwachsene menschliche Gehirn ist ein hochkomplexes Organ: Es wiegt etwa 1.500 g, also nur 2 % des Körpergewichts, verbraucht aber so viel Energie wie die gesamte Skelettmuskulatur im Ruhezustand. Obwohl das menschliche Gehirn eine typische Primatenstruktur hat, weist es einige Merkmale auf, die es unterscheiden und vollständig individualisieren.

Der Prozess der Evolution und Humanisierung des Gehirns von Homo sapiens (H. sapiens) machte es zu einem einzigartigen und ausgeprägten Organ, das die größte relative Größe aller Spezies erreichte, ermöglichte aber auch eine strukturelle Neuordnung von Geweben und Schaltkreisen in spezifische Segmente und Regionen. Dies erklärt die bemerkenswerten kognitiven Fähigkeiten des modernen Menschen, nicht nur im Vergleich zu anderen Mitgliedern seiner Gattung, sondern auch zu älteren Mitgliedern seiner eigenen Spezies.

Die Evolution des Gehirns erforderte die Koexistenz von zwei Anpassungsmechanismen. Bei der ersten handelt es sich um genetische Veränderungen, die auf der Ebene der Spezies auftreten, bei der zweiten um Veränderungen in der Chromatinorganisation oder epigenetische Veränderungen auf individueller Ebene. Zu den genetischen Mechanismen gehören: a) Veränderungen in kodierenden Genregionen, die zu Veränderungen in der Sequenz und Aktivität bestehender Proteine führen; b) die Prozesse der Duplikation und Deletion bereits bestehender Gene; c) Veränderungen der Genexpression durch Modifikationen in den regulatorischen Sequenzen verschiedener Gene; und d) die Synthese nicht-kodierender RNAs.

Schließlich werden in dieser Übersicht einige der wichtigsten chromosomalen Unterschiede zwischen Menschen und Menschenaffen beschrieben, die auch zur Evolution und Vermenschlichung des Gehirns von H. sapiens beigetragen haben.

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