O cercetare recentă coordonată de Stanford Medicine a pus sub semnul întrebării ipoteza fundamentală conform căreia creierul uman este un singur organ cu o origine comună. Studiul indică faptul că ceea ce numim creier este, de fapt, compus din două sisteme distincte care s-au dezvoltat separat pe parcursul a sute de milioane de ani de evoluție. Această descoperire schimbă radical modul în care oamenii de știință înțeleg structura și dezvoltarea sistemului nervos central.
Timp de decenii, modelul dominant în neuroștiințe susținea că întregul creier se dezvoltă dintr-o singură populație de celule progenitoare timpurii. Conform acestei viziuni, creierul anterior, creierul mijlociu și creierul posterior ar fi avut toate același punct de plecare în procesul de dezvoltare. Totuși, noile date arată că creierul uman combină, de fapt, două sisteme nervoase străvechi care au parcurs căi de dezvoltare diferite încă de la început.
Echipa de cercetători a identificat că unul dintre aceste sisteme dă naștere structurilor responsabile pentru funcții vitale, precum respirația și controlul bătăilor inimii. Celălalt sistem produce regiunile asociate cu abilități cognitive complexe, cum ar fi limbajul, matematica, gândirea abstractă și capacitatea de a reflecta asupra propriei existențe. Kyle Loh, profesor asociat de biologie a dezvoltării, a explicat că partea din față a creierului provine dintr-o celulă progenitoră complet diferită față de cea care formează partea din spate.
Această distincție biologică a fost demonstrată prin studierea embrionilor de șoarece, unde s-au observat două populații de celule separate prin gene specifice. O populație exprimă gena Otx2 pentru creierul anterior și mijlociu, în timp ce o a doua populație exprimă gena Gbx2 pentru creierul posterior. Cercetătorii au observat că aceste celule rămân separate și nu se suprapun, având configurații ale cromatinei fundamental diferite, ceea ce forțează fiecare sistem să urmeze o cale proprie.
Succesul acestei cercetări constă în transformarea cu succes a celulelor stem pluripotente umane în neuroni motori funcționali ai creierului posterior. Această realizare rezolvă o problemă veche, deoarece cercetătorii nu reușeau anterior să cultive neuroni din trunchiul cerebral în laborator. Acum, posibilitatea de a studia acești neuroni în vas Petri deschide noi oportunități pentru investigarea afecțiunilor grave, precum atrofia musculară spinală (AMS) sau scleroza laterală amiotrofică (SLA).
În neuroștiințe, studiul trunchiului cerebral este extrem de dificil deoarece probele de țesut uman nu pot fi prelevate de la pacienți în viață pentru cercetare de rutină. Această limitare a îngreunat decenii de studii asupra bolilor care afectează controlul respirației sau al înghițirii. Noua metodă de cultivare a neuronilor permite acum o examinare mult mai precisă a mecanismelor patologice din cadrul acestor boli devastatoare.