O cercetare recentă condusă de Stanford Medicine a pus sub semnul întrebării una dintre ipotezele fundamentale ale neuroștiințelor, sugerând că creierul uman nu este un organ cu o singură origine de dezvoltare. Studiul indică faptul că ceea ce numim creier este alcătuit din două sisteme distincte, care au apărut separat pe parcursul a sute de milioane de ani de evoluție. Această descoperire schimbă modul în care înțelegem structura 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 perspective, creierul anterior, creierul mijlociu și creierul posterior își aveau toate originea în același punct de plecare al dezvoltării. Totuși, noile rezultate arată că creierul uman pare să combine două sisteme nervoase străvechi, unul responsabil pentru funcții vitale, precum respirația, și celălalt pentru abilități cognitive complexe.
Echipa de cercetare a identificat că populațiile de celule sunt separate încă de la început. Prin studierea embrionilor de șoarece, experții au observat că o populație exprimă gena Otx2, fiind destinată creierului anterior și mijlociu, în timp ce o a doua populație exprimă gena Gbx2, dezvoltându-se spre creierul posterior. Această distincție a fost confirmată și prin analiza cromatinei, care prezenta configurații fundamental diferite între ectodermul neural anterior și cel posterior, forțând celulele să urmeze căi de dezvoltare distincte.
Această descoperire oferă o soluție pentru o problemă veche: dificultatea de a cultiva anumite celule cerebrale în laborator. Kyle Loh, profesor asociat de biologie a dezvoltării, a declarat că au demonstrat pentru prima dată că partea din față a creierului provine dintr-o celulă progenitoare complet diferită față de cea din care se formează partea din spate. Acest lucru permite acum cultivarea neuronilor din creierul posterior într-un vas Petri pentru studierea funcțiilor lor.
Capacitatea de a genera neuroni motori funcționali din celule stem oferă noi oportunități pentru cercetarea afecțiunilor care implică trunchiul cerebral. Boala Lou Gehrig (SLA) și atrofia musculară spinală (AMS) sunt exemple de patologii care afectează neuroni specifici din creierul posterior. Deoarece probele de trunchi cerebral nu pot fi prelevate de la pacienții în viață, acest nou model de laborator va permite studierea preciză a bolilor care duc la pierderea capacității de a respira sau de a înghiți.
Studiul a fost publicat în revista Nature Neuroscience la 18 septembrie, avându-i ca autori principali pe Kyle Loh, Carolyn Dundes și Rayyan Jokhai. Această cercetare deschide o nouă frontieră în medicină, oferind posibilitatea dezvoltării unor terapii regenerative pentru boli devastatoare. În viitor, cercetătorii vor investiga și modul în care această diviziune de dezvoltare influențează și alte procese, precum controlul greutății corporale prin circuitele neuronale care reglează senzația de foame.