სტენფორდის კვლევა: ადამიანის ტვინი ევოლუციის შედეგად შერწყმული ორი ორგანოა

18 სექტემბერს Nature Neuroscience-ში გამოქვეყნებულმა კვლევამ ნეირომეცნიერების ფუნდამენტური ვარაუდი შეცვალა: ადამიანის ტვინი, რომელსაც დიდი ხნის განმავლობაში განიხილავდნენ როგორც ერთიან ორგანოს საერთო განვითარებით, სინამდვილეში 500 მილიონ წელზე მეტი ხნის ევოლუციის განმავლობაში შერწყმული ორი უძველესი ნერვული სისტემაა.sciencedaily

სტენფორდის მედიცინის მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ წინა და შუა ტვინი ერთი წინამორბედი უჯრედული პოპულაციიდან წარმოიქმნება, ხოლო უკანა ტვინი ვითარდება ადრეული უჯრედების სრულიად განსხვავებული ტიპისგან. ეს ორი სისტემა ემბრიონული განვითარების უადრესი ეტაპებიდან მოყოლებული მიჰყვება განვითარების განსხვავებულ გზებს და არასდროს იკვეთება.sciencedaily

"ჩვენ პირველად ვაჩვენეთ, რომ ტვინის წინა ნაწილი წარმოიქმნება ტვინის უკანა ნაწილისგან სრულიად განსხვავებული წინამორბედი უჯრედისგან," განაცხადა კაილ ლოჰმა, განვითარების ბიოლოგიის ასოცირებულმა პროფესორმა და კვლევის უფროსმა ავტორმა.iosconews+1

ორი სისტემა, ორი ფუნქცია

წინა ტვინი პასუხისმგებელია უმაღლესი დონის შესაძლებლობებზე, მათ შორის ენაზე, ცნობიერებასა და აბსტრაქტულ აზროვნებაზე. უკანა ტვინი, რომელსაც ხშირად ტვინის ღეროს უწოდებენ, აკონტროლებს ავტომატურ სასიცოცხლო ფუნქციებს, როგორიცაა სუნთქვა, გულისცემის რეგულირება, ძილი და შიმშილი.sciencedaily

მკვლევრებმა შეისწავლეს განვითარებადი თაგვის ემბრიონები და დაადგინეს, რომ წინა და შუა ტვინის წინამორბედები გამოხატავენ გენს Otx2, ხოლო Gbx2-ის გამომხატველი ცალკეული პოპულაცია წარმოქმნის უკანა ტვინს. ქრომატინის ანალიზმა დაადასტურა, რომ ეს ორი პოპულაცია თავიდანვე განვითარების ცალკეულ გზებს მიჰყვება.sciencedaily

გარღვევა დაავადებების კვლევაში

ამ აღმოჩენამ გადაჭრა ლაბორატორიული პრობლემა, რომელიც ათწლეულების განმავლობაში არსებობდა. მეცნიერები ვერ ახერხებდნენ ადამიანის უკანა ტვინის ნეირონების ინ ვიტრო გაზრდას, სავარაუდოდ იმიტომ, რომ ისინი ცდილობდნენ წინა ტვინის წინამორბედების უკანა ტვინის უჯრედებად გარდაქმნას, რაც კვლევის თანახმად შეუძლებელია.sciencedaily

ახალი ცოდნით შეიარაღებულმა გუნდმა პირველად წარმატებით წარმართა ადამიანის პლურიპოტენტური ღეროვანი უჯრედები ფუნქციურ უკანა ტვინის მოტორულ ნეირონებამდე. ლაბორატორიულად გაზრდილმა უჯრედებმა გამოიმუშავეს ელექტრული სიგნალები და ცილები, რომლებიც დაკავშირებულია უკანა ტვინის იმ კონკრეტულ უბნებთან, რომლებიც აკონტროლებენ სახისა და ყლაპვის კუნთებს.sciencedaily

ეს მიღწევა ახალ გზებს ხსნის იმ დაავადებების შესასწავლად, რომლებიც აზიანებენ ტვინის ღეროს, მათ შორის ამიოტროფული ლატერალური სკლეროზისა და სპინალური კუნთოვანი ატროფიის, რომელიც ერთ წლამდე ასაკის ბავშვებში სიკვდილიანობის ერთ-ერთი წამყვანი გენეტიკური მიზეზია.sciencedaily

უძველესი ევოლუციური ნიმუში

გუნდმა ტვინის ორმაგი წარმოშობის ნიმუში 550 მილიონი წლის ევოლუციურ ისტორიაში გაადევნა თვალი და იგივე მოწყობა აღმოაჩინა ქათმებში, ზებრა თევზებსა და ზღვის ჭიებში, პატარა არსებებში, რომლებსაც ადამიანებთან შორეული საერთო წინაპარი ჰყავთ.iosconews+1

"ჩვენი კვლევა ვარაუდობს, რომ ევოლუციამ აიღო ორი არსებული ნერვული სისტემა და ისინი სივრცულად ერთმანეთს მიაერთა," თქვა ლოჰმა. "ტვინი რომ ერთი ორგანო ყოფილიყო, ალბათ უფრო ეფექტური იქნებოდა, მაგრამ ჩვენ ვეყრდნობით ამ პრიმორდიულ გზას, რათა ტვინი ორი ცალკეული ნაწილისგან შევქმნათ."sciencedaily