Науковці Стенфордського університету оприлюднили результати дослідження, згідно з якими людський мозок не є єдиним цілісним органом, а фактично складається з двох окремих нервових систем, що історично об’єдналися. Вчені встановили, що передня та задня частини мозку формуються з різних клітин-попередників, які мають принципово відмінні шляхи розвитку. Це відкриття пояснює, чому вивчення задньої частини мозку протягом тривалого часу залишалося складним завданням для сучасної нейробіології та медицини.
Дослідники визначили, що задня частина мозку або задній мозок відповідає за регулювання автоматичних функцій організму, включаючи дихання, сон, серцебиття та відчуття голоду. Натомість передній та середній мозок забезпечують вищі когнітивні процеси, такі як формування свідомості, використання мови та абстрактне мислення. Використовуючи методи вивчення ембріонів мишей, автори роботи з’ясували, що клітини переднього та середнього мозку експресують ген Otx2, тоді як клітини заднього мозку покладаються на активність гена Gbx2.
Застосування цих знань дозволило науковцям вперше успішно виростити функціональні нейрони заднього мозку в лабораторних умовах, використовуючи чашки Петрі. Раніше спроби створення таких клітин були невдалими, оскільки дослідники намагалися адаптувати попередники переднього мозку до властивостей заднього, що виявилося біологічно неможливим. Тепер наявність ефективного методу культивації нейронів заднього мозку дозволяє вченим детально вивчати розвиток патологій у цій ділянці центральної нервової системи людини.
Отримані дані відкривають нові перспективи у розробці методів лікування важких захворювань, до яких належать спінальна м’язова атрофія та бічний аміотрофічний склероз. Оскільки раніше науковці не мали доступу до адекватної моделі для дослідження стовбурових клітин заднього мозку, цей прогрес має суттєве значення для регенеративної медицини. Дослідники планують використовувати створені в лабораторії нейрони для кращого розуміння механізмів виникнення цих дегенеративних хвороб, які вражають рухові нейрони та суттєво обмежують функціональність організму пацієнтів.
Аналіз еволюційної історії підтвердив, що описана двоїста структура мозку притаманна не лише людям, а й іншим представникам тваринного світу. Вчені виявили аналогічні патерни розвитку у курей, риб даніо-реріо та морських жолудевих червів, які мешкають на океанічному дні та мають спільного з людьми віддаленого предка. Це свідчить про те, що еволюція об’єднала дві існуючі нервові системи в одну просторову структуру понад 550 мільйонів років тому, зберігаючи їхню автономність на рівні клітинного розвитку.
