Μία νέα πρωτοποριακή μελέτη έρχεται να αλλάξει όσα γνωρίζαμε για τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Όπως αποκαλύπτει, ο εγκέφαλός μας δε συνιστά ένα μόνο όργανο, αλλά δύο ξεχωριστά συστήματα.
Την ανακάλυψη αυτή έκαναν επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, σε μία προσπάθεια να λύσουν ένα μακροχρόνιο ερώτημα: Γιατί τα βλαστοκύτταρα ήταν σχεδόν αδύνατο να αναπτυχθούν σε ένα τρυβλίο (την επιφάνεια στην οποία τοποθετούνται για εργαστηριακή ανάλυση διάφορα δείγματα), ενώ τα κύτταρα από το μπροστινό μέρος του εγκεφάλου αναπτύσσονταν με ευκολία.
Εξετάζοντας τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζεται ο εγκέφαλος στα πρώιμα στάδιά του, η επιστημονική ομάδα ανακάλυψε ότι το μπροστινό και το πίσω τμήμα του οργάνου προέρχονται από εντελώς διαφορετικά κυτταρικά αρχικά τμήματα.
Καταρρίπτεται, λοιπόν, η εκτίμηση ότι ολόκληρος ο εγκέφαλος αναπτύσσεται από ένα κύριο γονικό κύτταρο.
Η ομάδα του Στάνφορντ, παρατηρώντας τα έμβρυα κατά τη διάρκεια της γαστριδίωσης – το κρίσιμο αναπτυξιακό στάδιο όπου μια απλή συστάδα κυττάρων αρχίζει να οργανώνεται σε πραγματικές σωματικές δομές – εντόπισε δύο ξεχωριστές κυτταρικές ομάδες.
Μία ομάδα κυττάρων ήταν προγραμματισμένη αποκλειστικά για να σχηματίσει το μπροστινό μέρος του εγκεφάλου, ενώ η άλλη είχε ως αποκλειστικό στόχο τη δημιουργία του πίσω μέρους. Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι οι γενετικές οδηγίες μέσα σε αυτές τις δύο ομάδες σχηματιζόταν με εντελώς διαφορετικούς τρόπους, «κλειδώνοντάς» τες σε ξεχωριστές διαδρομές που δεν τέμνονται ποτέ.
Η συσχέτιση με τις μέδουσες
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι κατά τη διάρκεια της εξελικτικής ιστορίας, αυτά τα δύο συστήματα υπήρχαν σε ξεχωριστά σημεία στο σώμα των πρωτόγονων ζώων- κάτι αντίστοιχο με τον τρόπο με τον οποίο οι μέδουσες διαθέτουν ξεχωριστά νευρικά δίκτυα σε διαφορετικά μέρη του σώματός τους.
Ο οπίσθιος εγκέφαλος, που βρίσκεται στη βάση του κρανίου, λειτουργεί ως το κέντρο αυτόματου ελέγχου του σώματος, ρυθμίζοντας τις λειτουργίες επιβίωσης, όπως ο καρδιακός ρυθμός, η αναπνοή και οι κύκλοι ύπνου.
Ο μεσεγκέφαλος και ο πρόσθιος εγκέφαλος είναι υπεύθυνοι για ανώτερες γνωστικές λειτουργίες, όπως η γλώσσα, η λογική και η αφηρημένη σκέψη.
Παρά τη διαφορετική προέλευσή τους, τα δύο αυτά συστήματα συνεργάζονται αρμονικά για την εκτέλεση των καθημερινών δραστηριοτήτων.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν την ίδια δομή δύο συστημάτων και στους σκωληκόμορφους οργανισμούς (acorn worms) — θαλάσσια πλάσματα που μοιράζονται έναν μακρινό κοινό πρόγονο με τον άνθρωπο. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτή η διμερής οργάνωση χρονολογείται τουλάχιστον 500 εκατομμύρια χρόνια πίσω.
Γιατί είναι σημαντική η ανακάλυψη
Τα ευρήματα αυτά, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Neuroscience, σηματοδοτούν μια σημαντική ανακάλυψη για την ιατρική έρευνα.
Διότι για πρώτη φορά, «οπλισμένη» με τη γνώση του μοναδικού τρόπου σχηματισμού των κυττάρων του οπίσθιου εγκεφάλου, η ομάδα μετέτρεψε με επιτυχία ανθρώπινα βλαστοκύτταρα σε λειτουργικούς κινητικούς νευρώνες του οπίσθιου εγκεφάλου.
Για τους ερευνητές, η ικανότητα παραγωγής αυτών των νευρικών κυττάρων αναμένεται να επιταχύνει θεαματικά την έρευνα για θανατηφόρες νευροεκφυλιστικές παθήσεις όπως η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και η νωτιαία μυϊκή ατροφία (SMA), οι οποίες στοχεύουν και καταστρέφουν ειδικά τους κινητικούς νευρώνες στο κάτω μέρος του εγκεφάλου.
