O cercetare recentă efectuată de cercetătorii Rayyan Jokhai și Carolyn Dundes de la Universitatea Stanford a schimbat înțelegerea asupra modului în care se formează creierul. Studiul, publicat în Nature Neuroscience, demonstrează că organul nu provine dintr-un singur grup de celule care se specializează ulterior, așa cum se credea anterior. În schimb, regiunile importante ale creierului se dezvoltă din două surse de celule diferite, care se separă încă din etapele primare ale dezvoltării embrionare.
Procesul de specializare are loc în timpul gastrulației, o etapă timpurie în care celulele se reorganizează în trei straturi: ectodermul, mezodermul și endodermul. Ectodermul este cel care dă naștere sistemului nervos și pielii, conținând țesutul neural de unde se dezvoltă creierul și măduva spinării. Cercetătorii au observat că, deși celulele din zonele anterioară și posterioară ale acestui țesut par identice la exterior, ele sunt deja programate pentru direcții de dezvoltare diferite.
Diferențierea acestor două grupuri de celule este determinată de modul în care este organizată cromatina, adică ADN-ul în interiorul celulelor. Această organizare influențează direct genele care pot fi activate, stabilind astfel destinul fiecărei celule. Celulele din zona anterioară contribuie la formarea prozencefalului, incluzând emisferele cerebrale, în timp ce cele din zona posterioară formează rombencefalul, regiune responsabilă pentru funcții vitale precum controlul respirației și al bătăilor inimii.
Această structură duală pare să fie un mecanism conservat evolutiv de-a lungul a 550 de milioane de ani. Cercetătorii au identificat un model similar nu doar la mamifere, ci și la șoareci, pești zebră, viermii ghindă și chiar la meduze. Jokhai și Dundes susțin că creierul este un organ compozit format din doi progenitori cu linie restrânsă, o trăsătură care a fost păstrată de la hemicordate până la speciile actuale.
Descoperirea are implicații directe în domeniul medicinei, oferind noi perspective pentru studiul unor afecțiuni neurologice specifice. Deoarece anumite boli afectează direct neuronii care provin din zona posterioară, cercetarea poate ajuta în combaterea atrofiei musculare spinale sau a sclerozei laterale amiotrofice. În plus, înțelegerea acestui proces poate sprijini dezvoltarea unor tratamente pentru controlul apetitului, având în vedere că medicamentele de tip GLP-1 acționează asupra unor zone din creierul posterior.
În dezvoltarea embrionară, procesul de gastrulație este critic pentru stabilirea arhitecturii corpului. Acesta permite celulelor să treacă de la o stare de pluripotență, în care pot deveni aproape orice tip de celulă, la o stare de specializare necesară pentru formarea organelor. Această tranziție asigură organizarea corectă a țesuturilor care vor constitui ulterior sistemul nervos central și restul organismului.