Nieuw archief van oude menselijke hersenen daagt misvattingen uit over het behoud van zacht weefsel

19 maart 2024

Volgens het redactionele proces en beleid van Science X is dit artikel beoordeeld. Redacteuren hebben de volgende kenmerken benadrukt in het waarborgen van de betrouwbaarheid van de inhoud:

• feit gecontroleerd
• betrokken bron
• proefgelezen

door de Universiteit van Oxford

Het behoud van zacht weefsel in de geologische geschiedenis is relatief zeldzaam en behalve waar bewuste interventie het vervalproces stopt (zoals balsemen of bevriezen), is het overleven van volledige organen zeer ongewoon. De spontane conservering van de hersenen bij afwezigheid van andere zachte weefsels - dat wil zeggen, het overleven van de hersenen onder anders geskeletteerde overblijfselen - is historisch gezien beschouwd als een 'uniek' fenomeen.

Een nieuwe studie uitgevoerd door onderzoekers aan de Universiteit van Oxford, geleid door promovendus Alexandra Morton-Hayward (Departement Aardwetenschappen, Oxford), heeft eerder aangehouden standpunten dat hersenconservering in het archeologisch record extreem zeldzaam is, uitgedaagd.

Het team stelde een nieuw archief van bewaarde menselijke hersenen samen, die aantoonden dat zenuwweefsels feitelijk in veel grotere hoeveelheden aanhouden dan traditioneel werd gedacht, bijgestaan door omstandigheden die verval voorkomen. Dit wereldwijde archief, dat gebruik maakt van bronmateriaal in meer dan tien talen, vertegenwoordigt de grootste, meest complete studie van de archeologische literatuur tot nu toe, en overtreft 20 maal het aantal hersenen dat voorheen gecompileerd was.

Dit werk, gepubliceerd in de Proceedings van de Royal Society B, brengt de verslagen samen van meer dan 4.000 bewaarde menselijke hersenen uit meer dan tweehonderd bronnen, over zes continenten (met uitzondering van Antarctica).

Veel van deze hersenen waren tot 12.000 jaar oud en zijn gevonden in verslagen die teruggaan tot de 17e eeuw. Bij het doorzoeken van de literatuur en het wereldwijd bevragen van historici onthulde deze gezamenlijke zoektocht een verbijsterend scala aan archeologische vindplaatsen die oude menselijke hersenen opleverden, waaronder de oevers van een meerbed in het Stenen Tijdperk Zweden, de diepte van een Iraanse zoutmijn rond 500 v.Chr., en de top van Andes vulkanen op het hoogtepunt van het Inca-rijk.

Deze gekrompen, verkleurde weefsels werden bewaard gevonden in allerlei soorten individuen: van Egyptische en Koreaanse royalty, via Britse en Deense monniken, tot Arctische ontdekkingsreizigers en oorlogsslachtoffers.

Co-auteur, Professor Erin Saupe, Departement Aardwetenschappen, Universiteit van Oxford, zei: 'Dit verslag van oude hersenen benadrukt het scala aan omgevingen waarin ze bewaard kunnen blijven, van het hoge noorden tot droge woestijnen.'

Elk brein in de database werd vergeleken met historische klimaatgegevens uit hetzelfde gebied, om trends te onderzoeken in wanneer en waar ze werden gevonden. De analyses onthulden patronen in de omgevingscondities die geassocieerd zijn met verschillende conserveringsmethoden door de tijd – met inbegrip van uitdrogen, bevriezen, verzeping (de transformatie van vetten tot 'grafwas') en looien (meestal met veen, om veenlijken te vormen).

Meer dan 1.300 van de menselijke hersenen waren de enige zachte weefsels die bewaard bleven, wat vragen opriep waarom de hersenen kunnen overleven wanneer andere organen vergaan. Interessant is dat deze hersenen ook de oudsten in het archief vertegenwoordigen, waarvan er verschillende dateren uit de laatste ijstijd.

Het conserveringsmechanisme voor deze oudste hersenen blijft onbekend; het onderzoeksteam suggereert echter dat moleculaire kruislinking en metaalcomplexvorming - eiwitten en lipiden die fuseren in de aanwezigheid van elementen zoals ijzer of koper - haalbare mechanismen zijn waardoor zenuwweefsels over lange tijdschalen kunnen worden bewaard.

Morton-Hayward, de hoofdauteur van de studie, zei: 'In het forensische veld is het algemeen bekend dat de hersenen een van de eerste organen zijn die ontleden na de dood - maar dit enorme archief toont duidelijk aan dat er bepaalde omstandigheden zijn waarin ze overleven. Of die omstandigheden omgevingsgerelateerd zijn, of gerelateerd aan de unieke biochemie van de hersenen, is de focus van ons lopende en toekomstige werk. We vinden verbazingwekkende aantallen en soorten oude biomoleculen bewaard in deze archeologische hersenen, en het is spannend te ontdekken wat ze ons allemaal kunnen vertellen over leven en dood in onze voorouders.'

Co-auteur, Dr. Ross Anderson, afdeling Aardwetenschappen, Universiteit van Oxford, zei: 'Deze oude hersenen bieden een aanzienlijke kans voor unieke inzichten in de vroege evolutie van onze soort, zoals de rol van oude ziekten.'

Het vinden van bewaard gebleven zacht weefsel is een schat voor de bioarcheoloog: ze bieden over het algemeen een grotere diepte en reikwijdte van informatie dan hard weefsel alleen, maar minder dan 1% van de bewaard gebleven hersenen is onderzocht op oude biomoleculen. Het onbenutte archief van 4.400 menselijke hersenen beschreven in deze studie kan nieuwe en unieke inzichten in onze geschiedenis bieden, ons helpen ons beter te begrijpen van oude gezondheid en ziekte, en de evolutie van menselijke cognitie en gedrag.

Provided by University of Oxford