Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι τελικά δύο ξεχωριστά όργανα

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος δεν αποτελεί ένα ενιαίο όργανο αλλά δύο ξεχωριστά συστήματα που εξελίχθηκαν ανεξάρτητα προτού ενωθούν σύμφωνα με πρωτοποριακή νέα έρευνα.

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου Στάνφορντ έκαναν την ανακάλυψη προσπαθώντας να λύσουν ένα μακροχρόνιο εργαστηριακό αίνιγμα: γιατί ήταν σχεδόν αδύνατο να καλλιεργηθούν βλαστοκύτταρα από το εγκεφαλικό στέλεχος σε εργαστηριακό περιβάλλον, ενώ κύτταρα από το πρόσθιο τμήμα του εγκεφάλου αναπτύσσονταν εύκολα.

Εξετάζοντας τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζεται ο εγκέφαλος στα πρώτα στάδια της ανάπτυξής του, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι το πρόσθιο και το οπίσθιο τμήμα του οργάνου προέρχονται από εντελώς διαφορετικές κυτταρικές αφετηρίες. Μέχρι σήμερα θεωρούνταν ότι ολόκληρος ο εγκέφαλος αναπτυσσόταν από ένα ενιαίο «μητρικό» κύτταρο.

Ωστόσο παρατηρώντας έμβρυα κατά τη γαστριδίωση — το κρίσιμο στάδιο ανάπτυξης κατά το οποίο ένα απλό σύμπλεγμα κυττάρων αρχίζει να οργανώνεται σε πραγματικές δομές του σώματος — η ομάδα του Στάνφορντ εντόπισε δύο διακριτές ομάδες κυττάρων.

Η μία ομάδα κυττάρων ήταν εξαρχής προγραμματισμένη αποκλειστικά να σχηματίσει το πρόσθιο τμήμα του εγκεφάλου, ενώ η άλλη ήταν προορισμένη αποκλειστικά να δημιουργήσει το οπίσθιο τμήμα. Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι οι γενετικές οδηγίες μέσα σε αυτές τις δύο ομάδες ήταν οργανωμένες με εντελώς διαφορετικό τρόπο, οδηγώντας τες σε ξεχωριστές αναπτυξιακές πορείες που δεν διασταυρώνονται.

«Το να αποτελεί ο εγκέφαλος ένα ενιαίο όργανο πιθανότατα θα ήταν πιο αποτελεσματικό, όμως βασιζόμαστε σε αυτόν τον αρχέγονο τρόπο δημιουργίας του εγκεφάλου ως δύο ξεχωριστών τμημάτων» αναφέρει ο Δρ. Κάιλ Λοχ, καθηγητής αναπτυξιακής βιολογίας στο Στάνφορντ.

Τι συνέβη

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι σε πολύ μακρινό εξελικτικό παρελθόν αυτά τα δύο συστήματα βρίσκονταν σε διαφορετικές περιοχές του σώματος των πρωτόγονων ζώων παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο οι μέδουσες διαθέτουν ξεχωριστά νευρικά δίκτυα σε διαφορετικά σημεία του σώματός τους.

Η δομή του ανθρώπινου εγκεφάλου εκτιμάται ότι κάποτε έμοιαζε με τα νευρικά δίκτυα που παρατηρούνται στις μέδουσες. Ο οπίσθιος εγκέφαλος που βρίσκεται στη βάση του κρανίου λειτουργεί ως αυτόματο κέντρο ελέγχου του οργανισμού ρυθμίζοντας ζωτικές λειτουργίες όπως ο καρδιακός ρυθμός, η αναπνοή και οι κύκλοι ύπνου.

Ο μεσεγκέφαλος και ο πρόσθιος εγκέφαλος είναι υπεύθυνοι για λειτουργίες υψηλότερου επιπέδου, όπως η γλώσσα, η λογική και η αφηρημένη σκέψη. Παρά τη διαφορετική προέλευσή τους τα δύο συστήματα συνεργάζονται αρμονικά για την εκτέλεση των καθημερινών λειτουργιών.

Οι ερευνητές εντόπισαν την ίδια δομή δύο συστημάτων και στους σκωληκόμορφους θαλάσσιους οργανισμούς που είναι γνωστοί ως acorn worms, θαλάσσια ζώα που μοιράζονται έναν μακρινό κοινό πρόγονο με τον άνθρωπο. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτή η δομή δύο τμημάτων χρονολογείται τουλάχιστον 500 εκατομμύρια χρόνια πίσω.

Τα ευρήματα, τα οποία δημοσιεύθηκαν στην επιθεώρηση «Nature Neuroscience» αποτελούν σημαντική εξέλιξη για την ιατρική έρευνα. Με τη γνώση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται ειδικά τα κύτταρα του οπίσθιου εγκεφάλου, η ομάδα κατάφερε για πρώτη φορά να μετατρέψει ανθρώπινα βλαστοκύτταρα σε λειτουργικούς κινητικούς νευρώνες του οπίσθιου εγκεφάλου στο εργαστήριο.

Για τους ερευνητές, η δυνατότητα παραγωγής αυτών των συγκεκριμένων νευρικών κυττάρων αναμένεται να επιταχύνει σημαντικά την έρευνα για θανατηφόρες νευροεκφυλιστικές ασθένειες, όπως η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και η νωτιαία μυϊκή ατροφία (SMA), οι οποίες στοχεύουν και καταστρέφουν συγκεκριμένα τους κινητικούς νευρώνες στο κατώτερο τμήμα του εγκεφάλου.

«Η δυνατότητά μας να δημιουργούμε μεγάλες ποσότητες ανθρώπινων κινητικών νευρώνων του οπίσθιου εγκεφάλου σε τρυβλίο καλλιέργειας, χρησιμοποιώντας βλαστοκύτταρα, προσφέρει μια νέα προσέγγιση για τη μοντελοποίηση αυτών των ασθενειών. Η ελπίδα είναι ότι κάποια μέρα θα μπορέσουμε να προσφέρουμε αναγεννητικές θεραπείες σε ασθενείς που πάσχουν από τις πολυάριθμες νευροεκφυλιστικές ασθένειες που υπάρχουν» αναφέρουν οι ερευνητές.

Naftemporiki.gr

Προτιμώμενη πηγή στην Google

Για να εμφανίζονται περισσότερα άρθρα της Ναυτεμπορικής στις αναζητήσεις σας εύκολα και γρήγορα, πρέπει να προσθέσετε το site στις προτιμώμενες πηγές σας. Μπορείτε να το κάνετε πηγαίνοντας εδώ.