Nationalgeographic.co.id—Telah sejak lama, pertanyaan tentang apa yang membuat manusia modern unik menarik perhatian para ilmuwan. Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics mencoba menganalisisnya.
Para ilmuwan membandingkan otak manusia modern dengan kerabat terdekat kita, Neanderthal, dan temuan mereka memberikan wawasan yang menarik. Mereka menemukan, otak Neanderthal memang mirip manusia modern, tetapi bentuknya berbeda.
Menurut mereka, peningkatan ukuran otak, dan produksi neuron selama perkembangan otak, dianggap sebagai faktor utama peningkatan kemampuan kognitif yang terjadi selama evolusi manusia.
Rincian studi mereka telah diterbitkan di jurnal Science dengan judul "Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals."
Dalam penelitian baru ini, Anneline Pinson dan rekan-rekannya di Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics membandingkan urutan genom dari manusia modern dengan Neanderthal.
Mereka juga membandingkan dengan kera lainnya dan menemukan substitusi asam amino unik yang dikodekan dalam gen transketolase-like 1 (TKTL1) manusia modern.
Pada studi ini, mereka menemukan bahwa sementara Neanderthal dan manusia modern mengembangkan otak dengan ukuran yang sama, sangat sedikit yang diketahui tentang apakah otak manusia modern dan Neanderthal mungkin berbeda dalam hal produksi neuron mereka selama perkembangan.
Para peneliti sekarang menunjukkan bahwa varian protein TKTL1 di otak manusia modern, yang hanya berbeda satu asam amino dari varian Neanderthal, meningkatkan satu jenis sel progenitor otak, yang disebut basal radial glia, di otak manusia modern.
Sel glial radial basal menghasilkan sebagian besar neuron di neokorteks yang sedang berkembang, bagian otak yang sangat penting untuk banyak kemampuan kognitif.
Karena aktivitas TKTL1 sangat tinggi di lobus frontal otak manusia, para peneliti menyimpulkan bahwa substitusi asam amino spesifik manusia di TKTL1 ini mendasari produksi neuron yang lebih besar. Produksi tersebut di lobus frontal neokorteks yang sedang berkembang pada manusia modern daripada Neanderthal.
Hanya sejumlah kecil protein yang memiliki perbedaan dalam urutan asam aminonya antara manusia modern dan kerabat kita yang telah punah, Neanderthal dan Denisovan.
Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa perbedaan populasi sel progenitor saraf dapat menghasilkan ukuran dan bentuk variabel neokorteks di seluruh spesies hidup.
Ketika ditempatkan di organoid atau diekspresikan secara berlebihan pada otak tikus dan musang, mereka menemukan bahwa varian TKTL1 manusia (hTKTL1) mendorong lebih banyak generasi neuroprogenitor glia radial basal daripada varian kuno, yang menghasilkan proliferasi neuron neokorteks.
Mengganggu ekspresi hTKTL1 atau mengganti hTKTL1 dengan varian kuno dalam jaringan neokorteks janin manusia dan organoid serebral mengakibatkan penurunan glia radial basal dan generasi neuron.
"Kami menemukan bahwa dengan asam amino tipe Neanderthal di TKTL1, lebih sedikit sel glial radial basal yang diproduksi dibandingkan dengan tipe manusia modern dan, sebagai akibatnya, juga lebih sedikit neuron," kata Pinson.
"Ini menunjukkan kepada kita bahwa meskipun kita tidak tahu berapa banyak neuron yang dimiliki otak Neanderthal, kita dapat berasumsi bahwa manusia modern memiliki lebih banyak neuron di lobus frontal otak, di mana aktivitas TKTL1 paling tinggi, daripada Neanderthal."
Para peneliti mengatakan, studi mereka menyiratkan bahwa produksi neuron di neokorteks selama perkembangan janin lebih besar pada manusia modern daripada di Neanderthal. "Khususnya di lobus frontal,” kata Profesor Wieland Huttner, penulis senior studi tersebut.
"Sangat menggoda untuk berspekulasi bahwa ini mempromosikan kemampuan kognitif manusia modern yang terkait dengan lobus frontal."