Da li je ljudski mozak zapravo spoj dva nervna sistema?
Nova naučna istraživanja otkrivaju da prednji i zadnji dio mozga vode porijeklo iz potpuno različitih izvora, što mijenja naše razumijevanje ljudske biologije.
Iako nam se ljudski mozak čini kao savršeno jedinstven organ, nova naučna studija izaziva dugogodišnje ideje o njegovom razvoju. Umjesto da nastaje iz jednog izvora, istraživanja pokazuju da se mozak može razviti iz dvije distincte populacije ćelija koje su se tokom evolucije spojile u jednu cjelinu.
“Mozak izgleda kao jedan organ”, izjavio je koautor studije Kyle Loh, vanredni profesor razvojne biologije na Univerzitetu Stanford. “Međutim, otkrili smo da prednji i zadnji dio mozga potiču iz različitih izvora koji su se spojili kako bi stvorili utisak jedinstvenog organa.”
Ovi nalazi, objavljeni u časopisu Nature Neuroscience, ne samo da dovode u pitanje uvrežene modele formiranja mozga, već bi mogli objasniti i zašto su se naučnici mučili uzgajajući određene vrste moždanih ćelija u laboratorijskim uslovima. Istraživači navode da bi ovo otkriće moglo otvoriti vrata novim načinima proučavanja bolesti koje pogađaju moždano stablo.
Dva različita razvojna puta
Ljudski mozak se tradicionalno dijeli na tri glavna regiona — prednji mozak, srednji mozak i zadnji mozak — koji obavljaju različite, ali međusobno povezane funkcije. Prednji mozak je zadužen za više kognitivne procese poput jezika i apstraktnog mišljenja, srednji mozak služi kao relejni centar za senzorne informacije, dok zadnji mozak koordinira pokrete i reguliše ključne funkcije poput disanja i rada srca.
Historijski gledano, zadnji mozak je bio izuzetno težak za proučavanje u laboratoriji jer su naučnici teško uspijevali uzgojiti njegove funkcionalne neurone. Kako bi saznali zašto je to tako, tim sa Stanforda proučavao je rane faze embrionalnog razvoja kod laboratorijskih miševa, fokusirajući se na gastrulaciju. Tom prilikom identifikovane su dvije odvojene populacije nezrelih ćelija od kojih nastaje nervno tkivo.
Ova fotografija prikazuje embrion miša star 9,5 dana i prikazuje dva odvojena razvojna porijekla mozga. Prednji dio i dio srednjeg mozga (plavo) eksprimiraju gen Otx2, dok zadnji mozak i ostatak srednjeg mozga (crveno) eksprimiraju Gbx2.
Prva populacija ćelija eksprimirala je gen Otx2, koji usmjerava rani razvoj prednjeg i srednjeg mozga, dok je druga grupa ćelija eksprimirala gen Gbx2, ključan za razvoj srednjeg i zadnjeg mozga. Ove ćelijske populacije ostale su potpuno odvojene i tokom daljeg razvoja, prateći sasvim drugačije molekularne puteve.
Zašto je ovo otkriće važno za medicinu?
Koristeći ove nove informacije, naučnici su uspjeli uspješno usmjeriti ljudske matične ćelije da se transformišu u funkcionalne motorne neurone zadnjeg mozga. Ovo je izuzetno važno jer u brojnim teškim neurološkim bolestima, poput spinalne mišićne atrofije i amiotrofične lateralne skleroze (ALS), motorni neuroni propadaju, što pacijentima oduzima sposobnost govora, gutanja i samostalnog disanja.
Uzgoj ovakvih neurona u laboratoriji daje ljekarima priliku da detaljno istraže ove bolesti izbliza i pronađu potencijalne nove terapije. Osim toga, istraživači su otkrili da su ovi odvojeni razvojni putevi prisutni i kod drugih vrsta — poput makaka, ribica zebrica, pa čak i morskih crva čija se evolucija odvojila od kičmenjaka prije više od 550 miliona godina.
Iako je riječ o revolucionarnom saznanju koje sugeriše da su dva odvojena nervna sistema možda nekada davno spojena u današnji jedinstveni mozak, naučnici naglašavaju da je ovo tek početak dubljeg razumijevanja složene evolucijske priče naše biologije.
