Llai yn fwy pan ddaw’n fater o ddatblygu’r ymennydd

Mae ymchwil newydd wedi awgrymu ei bod hi’n bosib bod maint a chymhlethdod lefel uwch yr ymennydd dynol o'i gymharu â mamaliaid eraill mewn gwirionedd yn tarddu o lai o ddeunyddiau cychwynnol.

Mae tîm o Brifysgol Rhydychen a Phrifysgol Caerdydd wedi defnyddio modelau mathemategol i ail-greu proses gymhleth datblygiad yr ymennydd sy'n digwydd wrth i gelloedd ymgychwyn, a elwir hefyd yn gychwynwyr, ddechrau tyfu a gwahaniaethu i greu celloedd mwy arbenigol ar wahanol adegau.

Trwy gymhwyso’r model arbrawf realistig hwn i lygod, mwncïod a bodau dynol, sydd fel ei gilydd yn defnyddio’r un math o ddeunyddiau crai, yn fras, i ddatblygu ymennydd, nododd y tîm y gwahanol strategaethau ar gyfer datblygu ymennydd sy'n gwahanu’r tri mamal hyn.

Yn benodol, roedd yr hafaliadau’n edrych ar allu’r celloedd cychwynwyr i ymrannu naill ai’n rhagor o gychwynwyr neu’n niwronau. Yna cysylltwyd yr hafaliadau â data arbrofol bywyd go iawn o lygod, mwncïod a bodau dynol a’u defnyddio i ragfynegi’r boblogaeth wreiddiol o gelloedd cychwynwyr cyn i’r ymenyddion ddechrau datblygu.

Dangosodd y canlyniadau fod yr ymennydd dynol o bosibl yn datblygu o lai o ddeunyddiau crai, o’i gymharu â llygod a mwncïod, sy’n syndod o ystyried bod ymennydd dynol yn llawer mwy cymhleth nag ymennydd llygoden.

Yn wir, mae cortecs cerebrol yr ymennydd dynol, sy'n atebol am swyddogaethau gwybyddol lefel uchel megis iaith, cof a symud, yn cynnwys tua 16 biliwn o niwronau – mae cortecs cerebrol llygoden yn cynnwys rhyw 14 miliwn o niwronau.

Yn yr un modd, mae ymennydd llygoden yn pwyso tua 400 mg tra bod ymennydd dynol yn pwyso tua 1,500,000 mg.

Yn ddiddorol, wrth gymharu ymennydd mwnci a llygoden, dangosodd y canlyniadau fod ymennydd y mwnci yn datblygu o fwy o gelloedd cychwynnol, gan arwain at greu ymennydd mwy o faint.

Mae’r tîm wedi cynnig y ddamcaniaeth bod yr ymennydd dynol, yn sgîl cael ei ffurfio a’i siapio trwy fwy na 500 miliwn o flynyddoedd o esblygiad, wedi gallu datblygu dulliau mwy strategol o greu strwythurau cymhleth â llai o gelloedd.

Mewn astudiaethau pellach mae’r tîm yn gobeithio defnyddio'u modelau mathemategol i fwrw mwy o oleuni ar sut mae’r strategaethau hyn o bosibl wedi symud ymlaen drwy esblygiad ac, o bosibl yn bwysicach, er mwyn deall clefydau lle mae'n bosibl iawn bod gwahanol strategaethau ymenyddol yn cael eu gwireddu, fel sgitsoffrenia, epilepsi a microceffali a ysgogwyd gan Zika-feirws.

Dywedodd Dr Noemi Picco, o Brifysgol Rhydychen: "I gynhyrchu ymennydd mwy o faint gallwn naill ai ymestyn datblygiad dros gyfnod hwy neu fabwysiadu rhaglen ddatblygiadol hollol wahanol i gynhyrchu niwronau yn fwy effeithlon o fewn yr amser sydd ar gael.

"Mae'n ymddangos yn debygol bod bodau dynol wedi mabwysiadu’r ateb cyntaf gan fod ein cyfnod beichiogrwydd yn llawer hwy nag un llygoden, yn hytrach na dechrau gyda mwy o ddeunydd crai."

"Er mai dadl ddyfaliadol yw hon, cynhyrchodd y gwaith ymchwil hwn ddamcaniaeth amgen y gellid ei phrofi, gan osod sail ar gyfer astudiaethau arbrofol yn y dyfodol."

Dywedodd yr Athro Zoltán Molnár o adran Ffisioleg, Anatomeg a Geneteg Rhydychen: "Helpodd y modelu ni i sylweddoli cyn lleied rydym ni’n ei wybod ar hyn o bryd am agweddau cymharol datblygiad y cortecs cerebrol.  Nid yw peth o'r data sydd gennym yn ddigon i ddechrau modelu materion mwy cymhleth o ran datblygiad yr ymennydd ac esblygiad.  Rydym yn bwriadu cynnull tîm cydweithredol rhyngwladol i fwydo’r rhifau i mewn ar gyfer modelau yn y dyfodol"

Cyhoeddwyd y canlyniadau yn y cyfnodolyn Cerebral Cortex gan dîm o fathemategwyr a niwrofiolegwyr o Brifysgol Rhydychen, Prifysgol Caerdydd a Chanolfan Fasg Achucarro ar gyfer y Niwrowyddorau.

Cefnogwyd yr ymchwil gan grant oddi wrth Ganolfan Ymchwil Coleg Sant Ioan.