O cercetare recentă coordonată de Stanford Medicine a pus sub semnul întrebării ipoteza fundamentală conform căreia creierul uman ar fi un singur organ cu o origine comună. Studiul indică faptul că ceea ce numim creier este, de fapt, compus din două sisteme nervoase distincte, care s-au dezvoltat separat pe parcursul a sute de milioane de ani de evoluție. Această descoperire schimbă modul în care oamenii de știință înțeleg arhitectura și dezvoltarea sistemului nervos central.
Modelul dominant utilizat de decenii susținea că întregul creier se dezvoltă dintr-o singură populație de celule progenitoare timpurii. Conform acestei viziuni, creierul anterior, creierul mijlociu și creierul posterior își aveau toate originea în același punct de plecare al dezvoltării. Totuși, noile date arată că creierul uman combină două sisteme străvechi, unul responsabil pentru funcții esențiale precum respirația și bătăile inimii, iar celălalt pentru abilități complexe precum limbajul, matematica și gândirea abstractă.
Echipa de cercetare a demonstrat că partea din față a creierului provine dintr-o celulă progenitoare complet diferită față de cea care formează partea din spate. Kyle Loh, profesor asociat de biologie a dezvoltării, a explicat că această distincție permite acum cultivarea neuronilor din creierul posterior într-un vas Petri pentru studiu. Această capacitate de a recrea funcțiile în laborator este esențială pentru înțelegerea modului în care regiunile cerebrale se separă încă de la stadiul de gastrulatie.
Prin studierea embrionilor de șoarece, cercetătorii au identificat două populații de celule care exprimă gene diferite: Otx2 pentru creierul anterior și mijlociu, și Gbx2 pentru creierul posterior. Analiza cromatinei a confirmat că ectodermul neural anterior și cel posterior prezintă configurații fundamentale diferite, ceea ce forțează celulele să urmeze căi de dezvoltare separate. Rayyan Jokhai a subliniat că abordarea acestui moment timpuriu al dezvoltării embrionare a fost cheia pentru descoperirea acestei diviziuni fundamentale.
Această nouă perspectivă oferă soluții pentru studierea unor afecțiuni grave precum atrofia musculară spinală (AMS) și scleroza laterală amiotrofică (SLA). Deoarece probele de trunchi cerebral nu pot fi prelevate de la pacienți în viață, cultivarea neuronilor în laborator devine un instrument vital. Cercetătorii pot acum să observe mai precis cum anumiți neuroni din creierul posterior își încetează funcționarea, facilitând dezvoltarea unor terapii regenerative pentru boli care afectează capacitatea de a respira sau de a înghiți.
În neuroștiințe, înțelegerea originii celulare este crucială pentru modelarea bolilor neurodegenerative. Studiile asupra celulelor stem și a diferențierii lor permit cercetătorilor să creeze modele de lucru pentru afecțiuni care afectează controlul motor și funcțiile autonome. Această frontieră a cercetării promite să îmbunătățească precizia diagnosticării și tratării unor patologii complexe care afectează trunchiul cerebral și sistemul nervos periferic.