Учени пренаписват медицината: Човекът има "два мозъка" в главата

Еволюцията е сглобила главния мозък от две независими ембрионални линии клетки – за висшата умствена дейност и за първичните жизнени функции

Мащабно изследване на екип от Станфордския университет преобърна стогодишна научна догма в неврологията. Образно казано, имаме два отделни независими мозъка, които еволюцията е обединила физически в едно преди стотици милиони години. Сензацията се появи в Nature Neuroscience с доказателства, че човешкият мозък не произлиза от една обща клетъчна база, а е сглобен от две независими групи зародишни клетки.

Досега медицинските учебници твърдяха, че в първите дни от живота на ембриона една група стволови клетки оформя така наречената нервна тръба, която след това постепенно се специализира на преден, среден и заден мозък. Новите данни обаче разкриват съвсем различна картината.

Двете половини на централната ни нервна система възникват от напълно отделни ембрионални източници. Първата система се ръководи от специфичния ген Otx2. Тя дава началото на предния и средния мозък - структурите, отговорни за висшите ни умстевни умения, логиката, абстрактното мислене, езика и самосъзнанието. Втората система се задвижва от гена Gbx2 и оформя задния мозък и мозъчния ствол. Нейната задача е да управлява незабележими, но жизненонеобходими основи на съществуването ни: автоматичното дишане, сърдечния ритъм, циклите на съня, гълтането и прецизната работа на лицевите мускули.

Генетични и хроматинови анализи покачват, че ДНК структурата на тези две клетъчни групи е опакована по фундаментално различен начин. Те не произлизат една от друга, нито преминават една в друга, а се развиват паралелно самостоятелно.

Този пробив отваря вратите за директно изследване на тежки и неизлечими до момента заболявания. Сред тях са амиотрофичната латерална склероза, която поразява точно моторните неврони в мозъчния ствол и гръбначния мозък; спиналната мускулна атрофия, засягаща контрола върху дишането, гълтането и движенията; както и различни специфични нарушения в развитието на мозъчния ствол при новородени.

В продължение на десетилетия лаборатории по целия свят неуспешно се опитваха да отгледат автентични неврони от задния мозък на човека от стволови клетки. Причината за провалите вече е ясна. Учените са се борили с непобедимото - да накарат предномозъчни клетки да се превърнат в задномозъчни, което биологично е невъзможно.

Използвайки новия еволюционен модел, екипът от Станфорд за първи път в историята успява да отгледа в лаборатория напълно функционални моторни неврони на задния мозък, които генерират електрически сигнали и произвеждат специфичните протеини на мозъчния ствол. След този пробив фармакологията разполага с точен лабораторен модел, върху който да тества нови лекарствени молекули директно върху правилния тип клетки.

За да провери колко назад във времето е възникнала “сглобената” мозъчна структура, изследователският екип сравнява развитието на човешки ембриони с тези на мишки, пилета, риби и дори морски червеи. Изненадващо съвсем същият двукомпонентен механизъм е открит при всички изследвани организми.

Това означава, че преди повече от 550 милиона години, когато са се появявали първите животински видове със специализирани органи и системи, природата е взела две вече съществуващи нервни мрежи и ги е подредила плътно една до друга, като е създала общия орган, който днес наричаме главен мозък.

При по-примитивни създания като медузите тези две системи все още съществуват физически отделени на двата противоположни края на тялото. При хората те функционират в перфектен синхрон, но вътрешният им клетъчен код остава напълно различен.

Разкриването на двойния произход на нашия мозък показва, че човешкото съзнание и основните ни жизнени функции са плод на дълбок и подценявано мъдър еволюционен съюз. Невробиолозите по света не пестят суперлативи за важността на изследването. Дори в пестеливите оценки се сравнява с фундаментална промяна в начина, по който ще се обяснява и лекува човешкият мозък занапред.