Исследователи из Стэнфордского университета* (в России признан нежелательной организацией) установили, что человеческий мозг формируется из двух самостоятельных нервных систем. Результаты работы опубликованы в журнале Nature, а о них сообщает New York Post. Открытие может помочь в изучении спинальной мышечной атрофии (СМА), бокового амиотрофического склероза (БАС) и других заболеваний ствола мозга.
Учёные выяснили, что задний мозг развивается отдельно от переднего и среднего. Задний мозг, расположенный в задней части черепа и часто называемый стволом мозга, отвечает за дыхание, сердцебиение, глотание, пищеварение и базовую координацию движений. Передний мозг обеспечивает речь, сознание и абстрактное мышление, а средний связан со зрением, слухом, движениями, возбуждением и ощущением боли.
При СМА и БАС постепенно нарушается работа определённых нейронов заднего мозга. Из-за этого пациенты теряют способность глотать, а позднее могут лишиться возможности дышать. Ранее специалисты десятилетиями пытались получать такие нейроны в лаборатории, поскольку считали, что все отделы мозга происходят из единого источника.
Изучив ранние этапы эмбрионального развития мышей, исследователи обнаружили два разных типа клеток-предшественников. Клетки с геном Otx2 формируют передний и средний мозг, а клетки с геном Gbx2 — задний. Эти клеточные линии не смешиваются даже в самом начале развития, поэтому задний мозг не является ответвлением переднего или среднего, а формируется параллельно им.
«Мы впервые показали, что передняя часть мозга возникает из совершенно другой клетки-предшественницы, чем задняя часть мозга, — рассказывает Кайл Ло, старший автор и доцент кафедры биологии развития. — Наше открытие означает, что теперь мы можем выращивать нейроны из задней части головного мозга в чашке Петри и изучать их функции». По словам аспиранта Райяна Джохая, прежние попытки, вероятно, были основаны на стремлении превратить предшественники переднего и среднего мозга в клетки заднего мозга, что невозможно.
Опираясь на новые данные, учёные впервые получили в лаборатории функциональные моторные нейроны заднего мозга. Выращенные клетки обладали основными свойствами естественных нейронов, что создаёт модель для изучения СМА, БАС и других нарушений ствола мозга. Исследователи также проследили существование двух нервных систем более чем на 550 миллионов лет назад и обнаружили подобное устройство у кур, рыбок данио, желудевых червей и медуз.