Սթենֆորդի հետազոտողները պարզել են, որ մարդու ուղեղը էվոլյուցիայի ընթացքում միաձուլված երկու օրգան է

Սեպտեմբերի 18-ին Nature Neuroscience ամսագրում հրապարակված հետազոտությունը հերքել է նյարդաբանության հիմնարար ենթադրություններից մեկը. մարդու ուղեղը, որը երկար ժամանակ դիտարկվում էր որպես մեկ միասնական օրգան՝ ընդհանուր զարգացման ծագմամբ, կարծես թե ավելի քան 500 միլիոն տարվա էվոլյուցիայի ընթացքում միաձուլված երկու հնագույն նյարդային համակարգ է:sciencedaily

Stanford Medicine-ի հետազոտողները պարզել են, որ առջևի և միջին ուղեղը առաջանում են նախահիմք բջիջների մեկ պոպուլյացիայից, մինչդեռ հետին ուղեղը զարգանում է վաղ շրջանի բջիջների լիովին առանձին տեսակից: Այս երկու համակարգերը սաղմնային զարգացման ամենավաղ փուլերից հետևում են զարգացման տարբեր ուղիների և երբեք չեն հատվում:sciencedaily

«Մենք առաջին անգամ ցույց տվեցինք, որ ուղեղի առջևի հատվածը առաջանում է ուղեղի հետին հատվածից բոլորովին այլ նախահիմք բջջից», — ասել է զարգացման կենսաբանության դոցենտ և հետազոտության ավագ հեղինակ Քայլ Լոհը:iosconews+1

Երկու համակարգ, երկու գործառույթ

Առջևի ուղեղը ապահովում է բարձրագույն կարգի կարողություններ, ներառյալ լեզուն, գիտակցությունը և վերացական մտածողությունը: Հետին ուղեղը, որը հաճախ անվանում են ուղեղի ցողուն, վերահսկում է գոյատևման ավտոմատ գործառույթները, ինչպիսիք են շնչառությունը, սրտի ռիթմի կարգավորումը, քունը և քաղցը:sciencedaily

Հետազոտողները ուսումնասիրել են զարգացող մկների սաղմերը և պարզել, որ առջևի և միջին ուղեղի նախահիմքերը արտահայտում են Otx2 գենը, մինչդեռ Gbx2 արտահայտող առանձին պոպուլյացիան առաջացնում է հետին ուղեղը: Քրոմատինի՝ բջիջների ներսում ԴՆԹ-ն փաթեթավորող նյութի վերլուծությունը հաստատել է, որ երկու պոպուլյացիաները սկզբից ի վեր նվիրված են զարգացման առանձին ուղիների:sciencedaily

Բեկում հիվանդությունների հետազոտության մեջ

Այս հայտնագործությունը լուծել է լաբորատոր վաղեմի խնդիրը: Տասնամյակներ շարունակ գիտնականները չէին կարողանում in vitro աճեցնել մարդու հետին ուղեղի նեյրոններ, հավանաբար այն պատճառով, որ նրանք փորձում էին առջևի ուղեղի նախահիմքերը վերածել հետին ուղեղի բջիջների, ինչը, ինչպես ցույց է տալիս հետազոտությունը, անհնար է:sciencedaily

Զինվելով այս նոր գիտելիքներով՝ թիմը հաջողությամբ առաջին անգամ մարդու պլյուրիպոտենտ ցողունային բջիջները ուղղորդել է դեպի հետին ուղեղի ֆունկցիոնալ շարժողական նեյրոններ: Լաբորատոր պայմաններում աճեցված բջիջները էլեկտրական ազդակներ են արտադրել և սինթեզել սպիտակուցներ, որոնք կապված են դեմքի և կլման մկանները վերահսկող հետին ուղեղի հատուկ շրջանների հետ:sciencedaily

Այս առաջընթացը նոր ուղիներ է բացում ուղեղի ցողունը վնասող հիվանդությունների ուսումնասիրության համար, ներառյալ ամիոտրոֆիկ կողմնային սկլերոզը և ողնաշարային մկանային ատրոֆիան, որը մեկ տարեկանից փոքր երեխաների մահվան հիմնական գենետիկ պատճառներից է:sciencedaily

Հնագույն էվոլյուցիոն օրինաչափություն

Թիմը հետագծել է երկու ծագում ունեցող ուղեղի օրինաչափությունը 550 միլիոն տարվա էվոլյուցիոն պատմության ընթացքում՝ նույն կառուցվածքը հայտնաբերելով հավերի, զեբրաձկների և կաղամարանման որդերի մոտ, որոնք ծովի հատակի փոքր արարածներ են և մարդկանց հետ ունեն հեռավոր ընդհանուր նախնի:iosconews+1

«Մեր հետազոտությունը ենթադրում է, որ էվոլյուցիան վերցրել է երկու գոյություն ունեցող նյարդային համակարգ և տարածականորեն միացրել դրանք», — ասել է Լոհը: «Ուղեղը որպես մեկ օրգան ունենալը հավանաբար ավելի արդյունավետ կլիներ, բայց մենք հենվում ենք ուղեղը որպես երկու առանձին մասեր ստեղծելու այս նախնադարյան եղանակի վրա»:sciencedaily