Шокантно откриће научника: Мозак није један орган, већ настаје из двије врсте матичних ћелија

Деценијама су истраживачи подржавали теорију да постоји једна матична ћелија у раном развоју из које настаје цијели мозак, што је сугерисало да сви његови дијелови имају заједничко развојно порекло.

Ново истраживање показује да се људски мозак састоји од два древна нервна система која су се независно развијала стотинама милиона година, а затим су спојена у један орган. Један дио регулише основне функције попут рада срца, дисања и спавања, док је други задужен за сложеније функције, укључујући језик, свест и апстрактно размишљање.

Два различита развојна пута

Истраживачи су проучавали најраније фазе ембрионалног развоја код мишева и идентификовали двије различите популације матичних ћелија. Једна, која експримира ген „Otx2“, развија се у предњи и средњи мозак, док друга, која експримира ген „Gbx2“, формира задњи мозак.

Показано је да се ове двије популације ћелија не преклапају од најранијих фаза развоја. Разлике су уочене и у хроматину, начину на који је ДНК упакована у ћелијама, што додатно одређује њихову развојну судбину.

Здравље

Болести мозга косе младе: Алармантно упозорење љекара

„Претходни покушаји да се направе неурони задњег мозга вероватно су покушавали да матичне ћелије предњег и средњег мозга ’наговоре’ да постану ћелије задњег мозга, што наша студија показује да није могуће“, рекао је коаутор студије Рајан Џокај.

Резултати, објављени у часопису „Nature Neuroscience“, могли би да објасне зашто су научници деценијама имали проблема да у лабораторији узгоје одређене типове можданих ћелија, али и да отворе нове могућности за проучавање болести које погађају мождано стабло, попут спиналне мишићне атрофије (СМА) и амиотрофичне латералне склерозе (АЛС).

„Први пут смо показали да предњи дио мозга настаје из потпуно другачије матичне ћелије него задњи дио мозга. Наше откриће значи да сада можемо да узгајамо неуроне задњег мозга, односно ромбастог мозга, у петријевој шољи и проучавамо њихове функције“, рекао је др Кајл Ло, ванредни професор развојне биологије и главни аутор студије.

Неурони узгојени у лабораторији

На основу овог открића, истраживачи су први пут успјели да људске плурипотентне матичне ћелије у лабораторији усмјере ка развоју функционалних моторних неурона задњег мозга.

Тако узгојени неурони показали су карактеристике аутентичних ћелија задњег мозга, укључујући електричну активност и производњу протеина карактеристичних за дијелове мозга који контролишу мишиће лица и гутање.

Истраживачи су затим упоредили овај образац са еволуцијом мозга током посљедњих 550 милиона година. Сличан принцип два нервна система пронашли су код пилића, зебрица и жирових црва, док и медузе имају два нервна система на различитим крајевима тијела.

Наука и технологија

Откривене нове информације о начину обраде података у мозгу: Тајна је у сужењима дендрита

„Наше истраживање сугерише да је еволуција узела два постојећа нервна система и просторно их спојила. Имати мозак као један орган вјероватно би било ефикасније, али ми се ослањамо на овај древни начин формирања мозга као два одвојена дијела“, рекао је Ло.

Истраживање би могло да помогне и у проучавању СМА, АЛС и других болести које погађају мождано стабло. Пошто научници не могу да добију ткиво можданог стабла од живих пацијената, могућност узгајања ових неурона у лабораторији отвара нове начине за проучавање механизама који доводе до болести.

Истраживачи планирају да даље испитају развојно порекло кичмене мождине и механизме којима СМА и АЛС нарушавају функцију неурона задњег мозга, преноси Спутник.