Ο ανθρώπινος εγκέφαλος: Nέα έκπληξη των επιστημόνων όταν εξέτασαν το πώς σχηματίζεται

Μια νέα μελέτη επιστημόνων από το Stanford Medicine φέρνει νέα στοιχεία για τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζεται ο ανθρώπινος εγκέφαλος.

Σύμφωνα με την έρευνα, ο εγκέφαλος δεν αναπτύσσεται ως μία ενιαία δομή, αλλά αποτελείται από δύο αρχαία νευρικά συστήματα που εξελίχθηκαν ξεχωριστά και στη συνέχεια «ενώθηκαν» κατά την πορεία της εξέλιξης.

Το ένα τμήμα είναι ο οπίσθιος εγκέφαλος (hindbrain), ο οποίος ελέγχει βασικές λειτουργίες απαραίτητες για τη ζωή, όπως η αναπνοή, ο καρδιακός ρυθμός, ο ύπνος, η πείνα και ο κινητικός συντονισμός.

Το άλλο αποτελείται από τον πρόσθιο και τον μέσο εγκέφαλο (forebrain και midbrain) και σχετίζεται με πιο σύνθετες λειτουργίες, όπως η σκέψη, η γλώσσα, η συνείδηση, η αφηρημένη λογική, η όραση και η εκούσια κίνηση.

Οι ερευνητές μελέτησαν την ανάπτυξη του εγκεφάλου σε έμβρυα ποντικών και διαπίστωσαν ότι τα δύο τμήματα ακολουθούν διαφορετικές αναπτυξιακές διαδρομές.

Τα κύτταρα του πρόσθιου και μέσου εγκεφάλου εκφράζουν το γονίδιο Otx2, ενώ τα κύτταρα του οπίσθιου εγκεφάλου εκφράζουν το Gbx2. Παράλληλα, παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στον τρόπο με τον οποίο οργανώνεται το DNA στις δύο περιοχές.

Η ανακάλυψη έχει ιδιαίτερη σημασία για την ιατρική έρευνα.

Μέχρι σήμερα ήταν δύσκολο να δημιουργηθούν στο εργαστήριο νευρώνες του οπίσθιου εγκεφάλου, γεγονός που περιόριζε τη μελέτη ασθενειών που επηρεάζουν το εγκεφαλικό στέλεχος και τους κινητικούς νευρώνες, όπως η ALS (αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση) και η νωτιαία μυϊκή ατροφία.

Οι επιστήμονες κατάφεραν πλέον να δημιουργήσουν λειτουργικούς κινητικούς νευρώνες του οπίσθιου εγκεφάλου σε εργαστηριακές συνθήκες, προσφέροντας ένα νέο μοντέλο για τη μελέτη αυτών των σοβαρών παθήσεων.

Η εξελικτική του πορεία

Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης την εξελικτική ιστορία του εγκεφάλου, που εκτείνεται εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πίσω.

Παρόμοιο μοτίβο δύο διαφορετικών προελεύσεων εντοπίστηκε σε οργανισμούς όπως τα κοτόπουλα, τα ζεβρόψαρα και οι σωληνόστομοι (acorn worms), γεγονός που υποδηλώνει ότι η συγκεκριμένη εξελικτική οργάνωση είναι πολύ αρχαιότερη από τον άνθρωπο.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Nature Neuroscience, ανοίγει νέους δρόμους για την κατανόηση της ανάπτυξης του εγκεφάλου και, ενδεχομένως, για την έρευνα θεραπειών νευροεκφυλιστικών ασθενειών.