Вчені у США зробили відкриття, яке може змінити уявлення про формування людського мозку. Науковці з'ясували, що на ранніх етапах розвитку цей орган утворюється не з єдиного типу клітин, як вважалося раніше, а щонайменше з двох різних систем, які згодом об'єднуються в одну структуру.
Про це повідомляє видання SciTechDaily.
Два джерела формування мозкуТривалий час біологи виходили з того, що весь мозок людини походить від спільної групи клітин-попередників. Однак дослідники зі Стенфордського університету, вивчаючи розвиток ембріонів, виявили принципову відмінність між передньою та задньою частинами мозку.
Формування передньої частини мозку відбувається з клітин із геном Otx2. Саме ці його відділи забезпечують, зокрема, мислення та мовлення. Натомість задня частина мозку формується з іншої клітинної популяції, пов'язаної з геном Gbx2. Йдеться про центри контролю життєво важливих функцій, зокрема дихання та серцебиття.
Вчені з'ясували, що обидві групи клітин розвиваються окремо й не змішуються навіть на дуже ранній стадії ембріонального розвитку — під час гаструляції.
У цей період клітини зародка переміщуються та формують ектодерму, ентодерму й мезодерму.
Відмінності між зазначеними типами клітин простежуються і на рівні структури хроматину, що впливає на їхню подальшу спеціалізацію. На думку дослідників, це може пояснити невдачі попередніх експериментів із вирощуванням нейронів заднього мозку. Адже під час таких дослідів вчені використовували клітини, призначені для формування переднього відділу.
“Ми вперше показали, що передня частина мозку виникає з абсолютно іншої клітини-попередника, ніж задня частина”, — зазначив доцент кафедри біології розвитку Стенфордського університету та старший автор роботи Кайл Ло.
Відкриття може допомогти у дослідженні важких хворобНове відкриття має практичне значення. Науковцям вдалося виростити зі стовбурових клітин рухові нейрони заднього мозку людини. Отримані клітини вже здатні генерувати електричні імпульси та виробляти необхідні білки.
Отримана модель може допомогти у вивченні спінальної м'язової атрофії у дітей віком до одного року та бічного аміотрофічного склерозу у дорослих від 40 до 70 років.
Обидва захворювання супроводжуються поступовою загибеллю нейронів заднього мозку, що може призводити до проблем із ковтанням і диханням.
“Тепер ми маємо модель, щоб краще зрозуміти ці руйнівні хвороби та працювати над регенеративною терапією для них”, — розповідає аспірант Стенфордського університету та співавтор дослідження Райян Джохай.
Результати роботи можуть мати значення і для досліджень ожиріння. Адже центри регуляції відчуття голоду розташовані саме в задній частині мозку.
Дослідники також виявили, що подібний принцип розвитку нервової системи притаманний далеко не лише ссавцям. Таке подвійне формування структур простежується у риб, курей та морських черв'яків понад 550 мільйонів років.
Нагадаємо, вчені припустили, що свідомість може існувати не лише у звичних нам біологічних організмах.
