الفئران التي تعلمت الكلام تقريبًا

أدت الأبحاث الجينية حول عائلة من البكم في إنجلترا، إلى اكتشاف الجين المسؤول عن تطوير القدرة على الكلام لدى الإنسان. عندما تم هندسة الجين في الحمض النووي للفئران، طورت قدرات تعلم وتواصل مختلفة عن الفئران العادية

بالنسبة لمعظمنا، فإن التحدث هو طبيعة ثانية. لا يمكننا أن نتذكر الوقت الذي لم نتمكن فيه من فتح أفواهنا والتواصل مع البيئة. وهذا جزء من تراثنا كبشر - ثراء المفردات الإنسانية، وقدرتنا على التعبير عن أنفسنا. وكما قال الزعيم الهندي الشهير المهاتما غاندي: "اللغة هي انعكاس دقيق لشخصية مستخدمها ونموه". فالإنسان الذي لا يستطيع التواصل مع بيئته يفقد هويته وشخصيته. لسوء الحظ بالنسبة لعائلة K، هذا هو بالضبط ما فقدوه.

تم اكتشاف العائلة الفريدة في التسعينات في لندن، ومنذ ذلك الحين تم استخدامها كمركز حج لعلماء النفس العصبي وعلماء الأحياء من جميع المجالات. من بين أفراد الأسرة الثلاثين، الذين يمتدون على مدى ثلاثة أجيال كاملة، نصفهم تقريبًا غير قادرين على التحدث بوضوح. بعد الفحص الدقيق للعائلة، أصبح من الواضح أن جزءًا من المشكلة على الأقل يكمن في حقيقة أن هؤلاء شبه البكم فقدوا القدرة الأساسية اللازمة للكلام - التزامن بين العضلات.

إن فعل التحدث غريزي جدًا بالنسبة لنا، لدرجة أننا ننسى أنه يتضمن حركة العشرات من العضلات: الأضلاع، والحنجرة، والحنك، واللسان، ومنطقة الوجه. وتتحرك كل هذه العناصر في انسجام تام مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى قدرتنا على نطق المقاطع والكلمات بدقة لا تشوبها شائبة. لكن لدى المرضى من عائلة K، فقد التزامن بين العضلات المختلفة، وأصبحوا غير قادرين على تشكيل الأصوات المعقدة التي تعتمد عليها اللغة البشرية.

وبما أن هؤلاء أفراد من نفس العائلة، فقد اعتقد العديد من الباحثين أن هناك طفرة وراثية متورطة هنا، وإذا أصروا على طبيعتها، فسيكون من الممكن فهم أصل تطور اللغة البشرية. في الواقع، في عام 1998، تم الكشف عن الطفرة التي تميز أفراد الأسرة المرضى عن الأصحاء - طفرة صغيرة وبسيطة في جين FOX2P، مما يؤدي إلى تعطيل وظيفته.

أدى هذا الاكتشاف إلى الاعتقاد بأن الجين FOX2P مسؤول جزئيًا عن قدرة الإنسان على الكلام، ودفع العديد من الباحثين إلى دراسة الجين وتنوع أشكاله المختلفة التي يظهر بها في مخلوقات أخرى غير البشر. منذ التسعينيات، تم اكتشاف مشتقات مختلفة من FOX2P في الشمبانزي والفئران والطيور المغردة والخفافيش وحتى في الحمض النووي شبه المحفوظ الذي جاء من قريبنا الذي يبلغ عمره ملايين السنين - إنسان النياندرتال.

ولكن ما هو دور تلك الحديقة التي بدونها نفقد جزءا كبيرا من إنسانيتنا؟ ما زلنا لا نعرف بالضبط. يبدو أنه ضروري للتطور الطبيعي للدماغ والرئتين، ولكن أيضًا للحفاظ على وظائف المخ. عندما تتعلم الطيور التي تسمى "Zebra Pink" أغاني جديدة، يبدأ جين FOX2P الموجود في أدمغتها في العمل والتعبير عن نفسه بقوة أكبر. ومن الممكن إذن أن تساعدنا رياض الأطفال على تعلم مبادئ اللغة في شبابنا، حتى نتمكن من التحدث عن أنفسنا.

الجين نفسه ليس أكثر من مجرد تعليمات إنتاج للبروتين، ومن المدهش أن نرى أن بروتينات FOX2P متشابهة جدًا في معظم الكائنات التي تمت مراجعتها حتى الآن. بروتين FOX2P البشري

وهو يختلف عن بروتين الشمبانزي بحمضين أمينيين فقط (اثنان من كتل الليغو التي تشكل البروتين بأكمله). وهو يختلف عن بروتين الفئران بثلاثة أحماض أمينية، وعن بروتين طيور الزيبرا بسبعة أحماض أمينية فقط. ماذا تعني الاختلافات؟ نحن لسنا متأكدين من ذلك بعد، ولكن في نهاية شهر مايو من هذا العام، تم نشر دراسة غير عادية، والتي أظهرت أنه حتى أصغر اختلاف في ثلاثة أحماض أمينية، يمكن أن يمنح الكائن الحي خصائص مختلفة بشكل واضح.

وولفغانغ أنارد، نفس الباحث الذي فك التسلسل الجيني لجين FOX2P البشري وحدد التغييرات الرئيسية التي تميزه عن الحيوانات الأخرى، قرر إجراء تجربة جريئة بشكل خاص، لم يتمكن من التنبؤ بنتائجها مسبقًا. قام بإنشاء فئران معدلة وراثيا، حيث كان الجين FOX2P البشري موجودا، بدلا من النسخة المقابلة من الجين من أصل الفئران. إذا كان الجين البشري يساعد البشر على تطوير لغتهم الخاصة، فإننا نتوقع أن الفئران المحدثة ستكون قادرة على التواصل مع بعضها البعض بشكل مختلف، وربما حتى تظهر تغيرًا في نشاط الدماغ مما يشير إلى البراعم الأولى للقدرة على "الكلام". "، أو تحسين التعبير. والمثير للدهشة أن هذا بالضبط ما وجده أنارد.

وعندما قارن أنارد الفئران المعدلة وراثيا، والتي تحتوي على الجين البشري، مع أصدقائها من الفئران العادية، رأى أن الفئران "المحسنة" أنتجت خلايا عصبية قادرة على تعلم سلسلة من الإجراءات الجسدية بشكل أفضل وأسرع وأكثر سهولة. وتقع هذه الخلايا العصبية في نفس مناطق الدماغ حيث يتم التعبير عن تأثير FOX2P في الأنواع الأخرى. وعندما اختبر أنارد الفئران التي تحمل نسخة معيبة من الجين، اكتشف أن قدرة الخلايا العصبية في تلك المنطقة على التعلم كانت ضعيفة للغاية. قد تفسر هذه الحقيقة لماذا يواجه البشر، الذين أصيبوا بتلف الجين FOX2P، صعوبة في التحدث، ولماذا تفشل الطيور المغردة التي تعاني من ضرر مماثل في تقليد أغاني أصدقائها.

وجاء الاكتشاف الأكثر إثارة للاهتمام من خلال مقارنة الأنين والأصوات التي تصدرها الفئران الصغيرة. عندما يتم إبعاد صغار الفئران عن أمهاتها، فإنها تتذمر وتصرخ بترددات عالية. كما أن صغار فئران أنارد المعدلة وراثيًا، عند إزالتها من أمهاتها، تذمرت أيضًا، ولكن بأنماط وترددات مختلفة عن الفئران العادية. كما لو أنهم تعلموا لغة جديدة يمكنهم من خلالها التعبير عن أنفسهم.

ماذا تعني التجربة؟ هل من الممكن أن تكون فئران أنارد المحسنة قادرة على التحدث في ظل التحفيز المناسب؟ واحتمالات ذلك ضئيلة، إن لم تكن معدومة. يعترف أنارد نفسه أن الأصوات التي تصدرها الفئران تشبه هديل الطفل أكثر من أي صوت آخر. إنه مقتنع بأننا لن نتمكن أبدًا من إعادة إنتاج الكلام البشري بشكل كامل في الفئران. أدى التطور المختلف الذي مر به البشر والفئران إلى اختلافات لا يمكن التوفيق بينها في شكل الشفاه واللسان والحنك والأحبال الصوتية وغيرها من العوامل الضرورية للنطق الواضح للمقاطع. ولكن خلف تصميم أنارد الذي لا هوادة فيه، تقف الفئران الجديدة التي ابتكرها، والتي تغرد بأصوات مختلفة تمامًا عن أصدقائها المعتادين. وربما يفهمون أكثر قليلاً مما يكشفونه للخارج.

تم نشر المقال على مدونة روي سيزانا