Человеческий мозг оказался двумя отдельными системами, слившимися в единое целое.
На протяжении десятилетий в науке господствовала модель, согласно которой весь мозг развивается из одной ранней популяции клеток-предшественников. Передний мозг, средний и задний мозг считались происходящими из одной и той же точки развития. Новые данные специалистов Медицинской школы Стэнфорда* показали совершенно иную картину.
«Мы впервые доказали, что передняя часть мозга возникает из совершенно иного типа клеток-предшественников, чем задняя часть, — говорит старший автор исследования, доцент кафедры биологии развития Кайл Ло. — Это значит, что теперь мы можем выращивать нейроны задней части мозга в чашке Петри и изучать их функции».
Передний мозг поддерживает способности, тесно связанные со сложным мышлением: язык, сознание, абстрактное рассуждение и математику. Задний мозг, или ствол мозга, расположен в задней части черепа и контролирует автоматические процессы, критически важные для выживания: дыхание, сон, регуляцию сердцебиения, чувство голода. Именно нейроны заднего мозга также управляют мышцами лица, языка и горла, важными для речи и глотания.
Открытие было сделано при изучении самых ранних стадий эмбрионального развития. Аспиранты Райян Джохай и Кэролин Дундес обнаружили, что задний мозг не отделяется позже от общего пути развития, а следует своему собственному маршруту с самого начала. Ученые выявили две популяции клеток-предшественников мозга у развивающихся мышиных эмбрионов: одна экспрессирует ген Otx2 и формирует передний и средний мозг, другая экспрессирует ген Gbx2 и развивается в задний мозг. Эти популяции остаются разделенными даже на ранних стадиях формирования мозга.
Открытие ученых позволит выращивать нейроны заднего мозга для изучения хронических заболеваний нервной системы.«Предыдущие попытки создать нейроны заднего мозга были неудачными. Вероятно, из-за того, что ученые пытались заставить клетки-предшественники переднего и среднего мозга стать клетками заднего мозга, что, как показывает наше исследование, невозможно», — объясняет Джохай.
Эволюционный анализ показал, что эта двойная структура существует более 550 миллионов лет — она обнаружена у кур, рыбок данио и даже у желудевых червей, живущих на морском дне. «Очевидно, эволюция взяла две существующие нервные системы и свела их вместе пространственно», — отмечает Ло.
Открытие имеет большое значение для изучения спинальной мышечной атрофии (СМА) и бокового амиотрофического склероза (БАС) — заболеваний, которые поражают ствол мозга. От живых пациентов невозможно получить образцы ствола мозга для рутинных исследований, и это крайне затрудняет изучение пораженных нейронов. Возможность выращивать нейроны заднего мозга в лаборатории позволит ученым изучать эти тяжелые болезни с гораздо большей точностью и, возможно, даже найти в будущем методы эффективного лечения.
Ранее ученые нашли морепродукт, способный обратить вспять признаки старения мозга.
*Стэнфордский университет признан нежелательной организацией на территории РФ.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
