Ուսումնասիրությունը պարզել է, որ մարդու ուղեղը զարգանում է երկու առանձին օրգաններից, այլ ոչ թե մեկից

Մարդու ուղեղը այն միասնական օրգանը չէ, որը գիտնականները երկար ժամանակ ենթադրում էին: Ուրբաթ օրը Nature Neuroscience-ում հրապարակված ուսումնասիրությունը, որը ղեկավարել է Stanford Medicine-ի հետազոտական թիմը, բացահայտում է, որ ուղեղը զարգանում է նախահիմք բջիջների երկու առանձին պոպուլյացիաներից՝ հերքելով տասնամյակների գիտական կոնսենսուսը, ըստ որի ամբողջ օրգանը առաջանում է մեկ նախահիմքից:medicalxpress+1

Երկու համակարգ, մեկ օրգան

Ուղեղի զարգացման գերիշխող մոդելը պնդում էր, որ ուղեղի բոլոր շրջանները սաղմնային կյանքի վաղ շրջանում կապված են ընդհանուր նախահիմք բջջի հետ: Նոր հետազոտությունը հերքում է այդ գաղափարը: Աշխատելով մկան սաղմերի հետ գաստրուլյացիայի փուլում, երբ մարմինը առաջին անգամ ձևավորվում է, թիմը նույնականացրել է երկու փոխադարձաբար բացառող նախահիմք բջջային պոպուլյացիա: Մեկը, որն արտահայտում է Otx2 կոչվող գենը, նախատեսված է առջևի և միջին ուղեղի համար, որոնք պատասխանատու են լեզվի, գիտակցության և վերացական մտածողության համար: Մյուսը, որն արտահայտում է Gbx2-ը, ձևավորում է հետին ուղեղը, որը վերահսկում է շնչառությունը, սրտի զարկերը, քունը և կլլումը:sciencealert+1

Այս երկու պոպուլյացիաները երբեք չեն հատվում, և նրանց ԴՆԹ-ի փաթեթավորումը, որը հայտնի է որպես քրոմատին, հիմնովին տարբերվում է, ինչը յուրաքանչյուր բջջի տեսակին ամրացնում է իր զարգացման ուղու վրա: "Մենք առաջին անգամ ցույց տվեցինք, որ ուղեղի առջևի մասը առաջանում է բոլորովին այլ նախահիմք բջջից, քան ուղեղի հետին մասը", — ասել է Սթենֆորդի զարգացման կենսաբանության դոցենտ և հետազոտության ավագ հեղինակ Քայլ Լոհը:medicalxpress+1

Հետազոտողները հաստատել են, որ այս օրինաչափությունը տարածվում է նաև մկներից դուրս: Նրանք նույն երկակի ծագման կառուցվածքը հայտնաբերել են հավերի, զեբրաձկների, մակակների և կաղնու որդերի մոտ՝ տեսակներ, որոնք ունեն ընդհանուր նախնի, որն ապրել է մոտավորապես 550 միլիոն տարի առաջ: "Մեր հետազոտությունը ենթադրում է, որ էվոլյուցիան վերցրել է երկու գոյություն ունեցող նյարդային համակարգ և տարածականորեն միացրել դրանք", — ասել է Լոհը:sciencealert+1

Հայտնագործությունից դեպի հիվանդությունների հետազոտություն

Այս բացահայտումը լուծում է լաբորատոր երկարատև հանելուկը: Գիտնականները տասնամյակներ շարունակ պայքարում էին in vitro հետին ուղեղի նեյրոններ աճեցնելու համար, հավանաբար այն պատճառով, որ նրանք սկսում էին առջևի ուղեղի համար նախատեսված նախահիմք բջիջներով: "Հետին ուղեղի նեյրոններ ստեղծելու նախորդ փորձերը, հավանաբար, փորձում էին առջևի և միջին ուղեղի նախահիմքերը վերածել հետին ուղեղի բջիջների, ինչը մեր ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ անհնար է", — ասել է համահեղինակ Ռայան Ջոխայը:streamlinefeed+1

Ճիշտ սկզբնական նյութով զինված թիմը առաջին անգամ հաջողությամբ ստեղծել է մարդու ֆունկցիոնալ հետին ուղեղի շարժիչ նեյրոններ պլյուրիպոտենտ ցողունային բջիջներից: Լաբորատոր պայմաններում աճեցված բջիջները ցուցադրել են էլեկտրական ակտիվություն և սպիտակուցներ, որոնք բնորոշ են հետին ուղեղի այն շրջաններին, որոնք վերահսկում են դեմքի և կլլման մկանները: Այս հնարավորությունը նոր ուղիներ է բացում այն հիվանդությունների ուսումնասիրության համար, որոնք ոչնչացնում են հետին ուղեղի նեյրոնները, ներառյալ ողնաշարային մկանային ատրոֆիան, որը մեկ տարեկանից փոքր երեխաների մահվան առաջատար գենետիկական պատճառն է, և ամիոտրոֆիկ կողային սկլերոզը:medicalxpress+1

"Այժմ մենք ունենք մոդել՝ ավելի լավ հասկանալու այս կործանարար հիվանդությունները և աշխատելու դրանց համար վերականգնողական թերապիաների ուղղությամբ", — ասել է Ջոխայը: "Սա ուղեղի հետազոտության շատ հետաքրքիր նոր սահման է:"medicalxpress