Человеческий мозг, возможно, стоит считать не единым органом, а результатом слияния двух древних нервных систем с разными функциями. Ученые обнаружили, что мозг развивается из двух самостоятельных популяций клеток, а не из одного «источника». Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.
Исследователи Стэнфордской медицинской школы вместе с коллегами из Калтеха и Калифорнийского университета в Сан-Франциско изучили развивающиеся эмбрионы мышей. Оказалось, что за формирование мозга отвечают две разные группы клеток-предшественников: одна, включающая ген Otx2, дает начало переднему и среднему мозгу, а другая, с геном Gbx2, — заднему мозгу.
Эти две популяции с самого раннего этапа развития поддерживают разное состояние упаковки ДНК (хроматина), что заранее «предопределяет» их разные пути. По сути, две части будущего мозга изначально идут своими дорогами и лишь затем объединяются в единый орган.
Такое разделение, как выяснилось, прослеживается на протяжении более чем 550 миллионов лет эволюции — его признаки нашли у кур, рыбок данио и морских желудей, а у медуз, разошедшихся с нами 600–700 миллионов лет назад, и вовсе есть две отдельные нервные системы. Помимо теоретической ценности, у работы есть и практический итог: ученым впервые удалось вырастить в лаборатории человеческие двигательные нейроны заднего мозга, что открывает новые возможности для изучения бокового амиотрофического склероза и спинальной мышечной атрофии.
Задний мозг, включая ствол, отвечает за базовые, жизненно важные функции — дыхание, сердцебиение, движение, — тогда как передний и средний связаны с восприятием, эмоциями и мышлением. Идея о том, что эти отделы имеют разное эволюционное происхождение, помогает по-новому взглянуть на устройство нервной системы. А умение выращивать нейроны заднего мозга в пробирке особенно ценно для изучения болезней, которые поражают именно двигательные нейроны.
Ранее ученые доказали, что гены во многом определяют характер и судьбу человека.