Американские ученые считают, что мозг человека – это два отдельных органа, которые притворяются одним

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета пришли к выводу, что человеческий мозг состоит из двух самостоятельных органов.

За сотни миллионов лет эволюции они научились работать слаженно, как единое целое, хотя изначально формируются из разных типов стволовых клеток.

Открытие ставит под сомнение распространённую схему, согласно которой мозг делится на три основных отдела с чётко закреплёнными функциями. Учёные считают эту модель в основном неверной, так как реальная граница проходит по линии происхождения клеток.

Согласно исследованию, два органа распределяют между собой задачи следующим образом:

• задний мозг управляет базовыми процессами жизнедеятельности, такими как сердцебиение, дыхание и глотание

• средний и передний мозг вместе отвечают за сложные функции, включая высшую мыслительную деятельность и речь

Ключевое различие кроется в генетике. Стволовые клетки, из которых формируются верхние отделы мозга, экспрессируют ген Otx2. Клетки-предшественники нейронов заднего мозга используют другой ген, Gbx2.

Этим отличия не ограничиваются. Два типа клеток по-разному упаковывают ДНК внутри ядра, и этот процесс называется организацией хроматина.

Структура хроматина определяет, какие гены будут активны на протяжении жизни клетки и как именно они будут работать. От этого напрямую зависит, во что клетка в итоге превратится. По данным исследователей, у клеток с экспрессией Otx2 и Gbx2 хроматин устроен "фундаментально" по-разному.

Открытие объясняет, почему биологам так долго не удавалось получить образцы нейронов заднего мозга для исследований. Раньше учёные пытались вырастить их из плюрипотентных клеток, которые природа изначально "запрограммировала" на превращение в нейроны переднего и среднего мозга.

По мнению авторов работы, такие попытки были обречены на провал, ведь в них не учитывался важнейший элемент эволюционной головоломки.

Теперь ситуация изменилась, и впервые нейроны заднего мозга удалось вырастить в лаборатории. Исследователь Стэнфорда Кайл Лох пояснил значение открытия.

Это означает, что теперь мы можем выращивать нейроны из задней части мозга, то есть из заднего мозга, в чашке Петри и изучать их функции.

Двойное происхождение мозга оказалось характерным не только для человека. Аналогичную картину учёные обнаружили у кур, рыб данио рерио и кишечнодышащих червей, которых также называют желудевыми.

Футуролог Рэй Курцвейл присоединился к стартапу, который хочет заменить импланты в мозге назальным спреем с наночастицами

Google собрала карту мозга дрозофилы из 166 000 нейронов, а инженеры сразу запустили на ней Doom

Особенно показательным примером стали медузы. Их эволюционная линия отделилась от предков человека 600–700 миллионов лет назад, и у этих морских животных до сих пор сохранились две отдельные нервные системы, расположенные на противоположных концах тела.

Понимание того, как сформировался двухкомпонентный мозг, открывает новые возможности для изучения тяжёлых неврологических заболеваний. Речь идёт прежде всего о спинальной мышечной атрофии (СМА) и боковом амиотрофическом склерозе (БАС), которые серьёзно нарушают работу нейронов заднего мозга.

Исследователи надеются, что полученные данные помогут в разработке эффективных регенеративных методов лечения обоих заболеваний.