Стэнфорд: мозг формируется двумя независимыми путями

Ученые из Стэнфордского университета установили, что головной мозг не развивается как единое целое. Согласно опубликованной работе, передние и задние структуры формируются из двух различных групп клеток уже на начальных этапах развития эмбриона.

Результаты исследования представлены в журнале Nature Neuroscience. Авторы выявили клеточную популяцию, несущую ген Otx2, которая дает начало переднему и среднему мозгу. Эти зоны отвечают за сложные когнитивные функции, включая мышление, творчество и математические способности.

Разделение функций и генетика

Вторая группа клеток характеризуется наличием гена Gbx2 и формирует задний мозг. Этот отдел контролирует базовые непроизвольные процессы: дыхание, сон, регуляцию сердечного ритма и чувство голода. Таким образом, функциональное разделение заложено на генетическом уровне.

Эксперименты проводились на эмбрионах мышей на очень ранней стадии развития. Исследователи наблюдали два отдельных пути дифференцировки клеток. Кроме того, были зафиксированы различия в упаковке ДНК между двумя зонами мозга.

Эволюционная древность механизма

Новое открытие может объяснить неудачи предыдущих попыток трансформации клеток переднего мозга в клетки заднего. В текущем исследовании ученым удалось использовать человеческие стволовые клетки для создания функциональных нейронов заднего мозга в лабораторных условиях.

Работа не ограничилась изучением грызунов. Аналогичный паттерн развития обнаружен у кур, рыбок данио-рерио и «желудочного червя». Это указывает на то, что разделение нервных путей могло возникнуть более 550 миллионов лет назад.