Stanford araştırması: İnsan beyni evrimle birleşmiş iki organdan oluşuyor

18 Eylül'de Nature Neuroscience dergisinde yayınlanan bir çalışma, sinirbilimdeki temel bir varsayımı yıktı: Uzun süredir ortak bir gelişimsel kökene sahip tek bir organ olarak kabul edilen insan beyni, 500 milyon yılı aşkın bir evrim süreci boyunca birleşmiş iki antik sinir sistemi gibi görünüyor.sciencedaily

Stanford Medicine araştırmacıları, ön beyin ve orta beynin tek bir öncü hücre popülasyonundan kaynaklandığını, arka beynin ise tamamen farklı bir erken dönem hücre tipinden geliştiğini buldu. Bu iki sistem, embriyonik gelişimin en erken aşamalarından itibaren farklı gelişim yollarını izliyor ve asla örtüşmüyor.sciencedaily

Çalışmanın kıdemli yazarı ve gelişim biyolojisi doçenti Kyle Loh, "Beynin ön kısmının, arka kısmından tamamen farklı bir öncü hücreden kaynaklandığını ilk kez gösterdik" dedi.iosconews+1

İki Sistem, İki Görev

Ön beyin; dil, bilinç ve soyut düşünme gibi üst düzey yetenekleri destekler. Genellikle beyin sapı olarak adlandırılan arka beyin ise nefes alma, kalp atışı düzenleme, uyku ve açlık gibi otomatik hayatta kalma işlevlerini kontrol eder.sciencedaily

Gelişmekte olan fare embriyolarını inceleyen araştırmacılar, ön ve orta beyin öncülerinin Otx2 genini ifade ettiğini, Gbx2 ifade eden ayrı bir popülasyonun ise arka beyni oluşturduğunu belirledi. Hücre içindeki DNA'yı paketleyen materyal olan kromatinin analizi, bu iki popülasyonun en başından itibaren ayrı gelişim yollarına bağlı olduğunu doğruladı.sciencedaily

Hastalık Araştırmalarında Bir Atılım

Bu keşif, laboratuvarlarda uzun süredir devam eden bir sorunu çözdü. Bilim insanları onlarca yıldır insan arka beyin nöronlarını in vitro ortamda yetiştiremiyordu; bunun muhtemel nedeni, ön beyin öncülerini arka beyin hücrelerine dönüştürmeye çalışmalarıydı ki çalışma bunun mümkün olmadığını gösteriyor.sciencedaily

Yeni anlayışla donanan ekip, insan pluripotent kök hücrelerini ilk kez fonksiyonel arka beyin motor nöronlarına dönüştürmeyi başardı. Laboratuvarda yetiştirilen hücreler, elektriksel sinyaller üretti ve yüz ile yutkunma kaslarını kontrol eden belirli arka beyin bölgeleriyle ilişkili proteinler oluşturdu.sciencedaily

Bu ilerleme, amyotrofik lateral skleroz ve bir yaşın altındaki çocuklarda önde gelen genetik ölüm nedenlerinden biri olan spinal müsküler atrofi dahil olmak üzere beyin sapına zarar veren hastalıkları incelemek için yeni yollar açıyor.sciencedaily

Antik Bir Evrimsel Model

Ekip, beynin ikili köken modelini 550 milyon yıllık evrimsel tarih boyunca izledi ve aynı düzeni tavuklarda, zebra balıklarında ve insanlarla uzak bir ortak atayı paylaşan küçük deniz tabanı canlıları olan meşe palamudu solucanlarında da buldu.iosconews+1

Loh, "Araştırmamız, evrimin mevcut iki sinir sistemini alıp onları uzamsal olarak birleştirdiğini gösteriyor" dedi. "Beynin tek bir organ olması muhtemelen daha verimli olurdu, ancak biz beyni iki ayrı parça halinde yapmak için bu ilkel yönteme güveniyoruz."sciencedaily