Stanford Medicine-ի հետազոտություն. մարդու ուղեղը երկու առանձին օրգան է

Ավելի քան մեկ դար ուղեղը ներկայացվում էր որպես միասնական օրգան։ Stanford Medicine-ի գլխավորած հետազոտությունը պնդում է, որ ճշգրիտ ըմբռնումը այլ է՝ ուղեղը երկու համակարգ է։ Մեկը հնագույն նյարդային համակարգն է, որը կարգավորում է սրտի բաբախումն ու շնչառությունը, մյուսը՝ լեզուն, մաթեմատիկան և սեփական ծագման մասին մտածելը։ Արդյունքները հրապարակվել են Nature Neuroscience-ում սեպտեմբերի 18-ին։

Երկու նախորդ բջիջ, ոչ թե մեկը

Ընդունված մոդելը վկայում էր, որ զարգացման սկզբում գոյություն ունեցող մեկ նախորդ բջիջը ստեղծում է ամբողջ ուղեղը։ Ասպիրանտներ Քերոլին Դանդեսը և Ռայան Ջոխայը մկների սաղմերի ուսումնասիրությամբ փոխարենը հայտնաբերեցին երկու առանձին բջջային պոպուլյացիա։ Otx2 գենն արտահայտող բջիջները դառնում են առաջային և միջին ուղեղ, իսկ Gbx2-ը կրողները՝ հետին ուղեղ։ Այս երկու խմբերը երբեք չեն համընկնում. դրանք փոխադարձաբար բացառող են զարգացման ամենավաղ փուլից՝ գաստրուլյացիայից ի վեր։

Քրոմատինի՝ փաթեթավորման, որը որոշում է, թե որ գեներին է բջիջը հասանելի, ուսումնասիրությամբ պարզվեց, որ առաջային և հետին նյարդային էկտոդերմն ունեն սկզբունքորեն տարբեր կոնֆիգուրացիաներ։ Այդ տարբերությունները փակում են ամեն նախորդ բջիջ իր ճակատագրի մեջ՝ ինչպես զուգահեռ ռելսերով ընթացող ուղևորներ, որոնք երբեք չեն հատվում։

Հետին ուղեղի նեյրոնները լաբորատորիայում

Գործնական հետևանքը նշանակալի է։ Հետին ուղեղի նեյրոնները լաբորատորիայում աճեցնելու տասնամյակների փորձերը ձախողվել էին, քանի որ հետազոտողները փորձում էին առաջային ուղեղի նախորդ բջիջները վերածել այն բջիջների, որոնք նրանք սկզբունքորեն չեն կարող դառնալ։ Նոր քարտեզի օգնությամբ թիմը մարդու պլուրիպոտենտ ցողունային բջիջները վերածեց հետին ուղեղի ֆունկցիոնալ շարժիչ նեյրոնների, որոնք արձակում են գործողության պոտենցիալներ և արտադրում են դեմքի ու կուլ տալու մկանները կառավարող հատվածների սպիտակուցները։

«Առաջին անգամ ցույց տվեցինք, որ ուղեղի առջևի մասը ծագում է բոլորովին այլ նախորդ բջջից, քան հետևի մասը», — ասում է հետազոտության ավագ հեղինակ, զարգացման կենսաբանության դոցենտ Քայլ Լոն։

Ինչու է դա կարևոր

Հետին ուղեղը ղեկավարում է շնչառությունը, քունը, սրտի բաբախումը և քաղցի զգացումը, իսկ նրա շարժիչ նեյրոնները քայքայվում են ողնուղեղային մկանային ատրոֆիայի (SMA) դեպքում՝ մինչև մեկ տարեկան երեխաների մահվան առաջատար գենետիկ պատճառի, և ALS-ի դեպքում, որը սովորաբար ախտորոշվում է 40–70 տարեկանում։ Ուղեղաբնի հյուսվածքը անհնար է վերցնել ողջ հիվանդներից, ուստի լաբորատորիայում աճեցված նեյրոնները հետազոտողներին տալիս են մոդել, որը նախկինում չկար։

Նույն երկու ակունքով օրինաչափությունը հայտնաբերվել է հավերի, զեբրաձկների և օվկիանոսի հատակի փոքրիկ որդերի մոտ. մեդուզաները, որոնք մեր շառավղից բաժանվել են 600–700 միլիոն տարի առաջ, երկու նյարդային համակարգ ունեն մարմնի երկու հակադիր ծայրերում։ Հետազոտությանը մասնակցել են նաև Caltech-ի և UCSF-ի գիտնականները։