Ученые: Человеческий мозг «сшит» из двух древних органов

Исследователи полагают, что человеческий мозг не следует рассматривать как единый орган, а скорее как результат слияния двух древних нервных систем, каждая из которых выполняет свои функции. В данной работе, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, ученые обнаружили, что развитие мозга происходит не из единого «источника», а из двух независимых популяций клеток.

Группа ученых из Стэнфордской медицинской школы, совместно с коллегами из Калтеха и Калифорнийского университета в Сан-Франциско, провела исследование развивающихся эмбрионов мышей. В ходе работы они установили, что формирование мозга зависит от двух различных групп клеток-предшественников. Одна из этих групп включает ген Otx2, который отвечает за развитие переднего и среднего мозга, в то время как другая группа, содержащая ген Gbx2, формирует задний мозг.

С самых ранних этапов развития эти две популяции клеток поддерживают различное состояние упаковки ДНК, известное как хроматин, что заранее предопределяет их уникальные пути формирования. Таким образом, две части будущего мозга изначально развиваются независимо, а затем соединяются в единый орган.

Это разделение, как выяснили ученые, наблюдается на протяжении более 550 миллионов лет эволюции. Признаки такого разделения были обнаружены у различных видов, включая кур, рыбок данио и морских желудей. У медуз, которые отделились от нас около 600–700 миллионов лет назад, также присутствуют две отдельные нервные системы.

Кроме теоретических выводов, данное исследование имеет и практическое значение. Ученым впервые удалось вырастить в лабораторных условиях человеческие двигательные нейроны заднего мозга. Это открывает новые перспективы для изучения таких заболеваний, как боковой амиотрофический склероз и спинальная мышечная атрофия.

Задний мозг, включая ствол, играет ключевую роль в обеспечении базовых жизненных функций, таких как дыхание, сердцебиение и движение. В то время как передний и средний мозг связаны с восприятием, эмоциями и мышлением. Подход к пониманию этих отделов с точки зрения их эволюционного происхождения позволяет по-новому оценить устройство нервной системы. Способность выращивать нейроны заднего мозга в пробирке особенно важна для изучения заболеваний, поражающих двигательные нейроны.

Читайте также: