Έρευνα-ανατροπή στην ιατρική: Ο ανθρώπινος εγκέφαλος προήλθε από δύο ξεχωριστά όργανα που ενώθηκαν

Το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ πραγματοποίησε μια πρωτοποριακή έρευνα σχετικά με τον ανθρώπινο εγκέφαλο, τα στοιχεία της οποίας αποκάλυψαν πως δεν είναι μεμονωμένο όργανο, αλλά δύο ξεχωριστά συστήματα που εξελίχθηκαν ανεξάρτητα πριν γίνουν ένα.

Αυτή η ανακάλυψη ήρθε ενώ οι επιστήμονες προσπαθούσαν να λύσουν έναν μακροχρόνιο γρίφο: «Γιατί τα βλαστοκύτταρα του εγκεφαλικού στελέχους ήταν σχεδόν αδύνατο να καλλιεργηθούν σε τρυβλίο (γυάλινο ή πλαστικό δοχείο του χημικού εργαστηρίου για την κατεργασία ουσιών), ενώ τα κύτταρα από το μπροστινό μέρος του εγκεφάλου αναπτύσσονταν με ευκολία;».

Μπροστά και πίσω μέρος και δύο διαφορετικές αφετηρίες

Εξετάζοντας πως σχηματίζεται ο εγκέφαλος στα αρχικά του στάδια, η ομάδα ανακάλυψε πως το μπροστινό και το πίσω τμήμα του οργάνου προέρχονται από εντελώς διαφορετικές κυτταρικές αφετηρίες, καταρρίπτοντας την πεποίθηση ότι ολόκληρος ο εγκέφαλος αναπτυσσόταν από ένα μόνο αρχικό κύτταρο.

Παρατηρώντας έμβρυα κατά τη γαστριδίωση, το κρίσιμο αναπτυξιακό στάδιο όπου μια απλή ομάδα κυττάρων αρχίζει να οργανώνεται σε πραγματικές δομές του σώματος, η ομάδα του Στάνφορντ εντόπισε δύο διαφορετικές ομάδες κυττάρων. Η μία ήταν προγραμματισμένη αποκλειστικά για να σχηματίσει το μπροστινό μέρος του εγκεφάλου, ενώ η άλλη ήταν αφοσιωμένη στη δημιουργία του πίσω μέρους.

Και σε θαλάσσια σκουλήκια τα δύο μέρη εγκεφάλου: 500 εκατ. χρόνια πριν χρονολογείται ο σχεδιασμός

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι στη μακρινή εξελικτική ιστορία, αυτά τα δύο συστήματα υπήρχαν σε ξεχωριστές φυσικές τοποθεσίες μέσα σε πρωτόγονα ζώα. Το πίσω μέρος του εγκεφάλου, που βρίσκεται στη βάση του κρανίου, λειτουργεί ως το αυτόματο κέντρο ελέγχου του σώματος, ρυθμίζοντας λειτουργίες επιβίωσης όπως ο καρδιακός ρυθμός, η αναπνοή και οι κύκλοι του ύπνου. Αντίθετα, ο μέσος και ο πρόσθιος εγκέφαλος διαχειρίζονται τη σκέψη υψηλού επιπέδου, συμπεριλαμβανομένης της γλώσσας, της λογικής και της αφηρημένης σκέψης.

Παρά τις διαφορετικές καταβολές τους, τα δύο συστήματα ενσωματώνονται άψογα για την εκτέλεση των καθημερινών εργασιών. Οι ερευνητές ανακάλυψαν την ίδια δομή διπλού συστήματος και σε θαλάσσια σκουλήκια που μοιράζονται έναν μακρινό κοινό πρόγονο με τους ανθρώπους, υποδεικνύοντας ότι αυτός ο σχεδιασμός δύο μερών χρονολογείται τουλάχιστον 500 εκατομμύρια χρόνια πίσω.

Ελπίδα για θεραπείες θανατηφόρων παθήσεων που σχετίζονται με τον εγκέφαλο

Τα ευρήματα αποτελούν μια σημαντική ανακάλυψη για την ιατρική έρευνα. Έχοντας τη γνώση για το πώς σχηματίζονται μοναδικά τα κύτταρα του πίσω μέρους του εγκεφάλου, η ομάδα κατάφερε για πρώτη φορά να μετατρέψει ανθρώπινα βλαστοκύτταρα σε λειτουργικούς κινητικούς νευρώνες του οπίσθιου εγκεφάλου στο εργαστήριο.

Η ικανότητα παραγωγής αυτών των συγκεκριμένων νευρικών κυττάρων αναμένεται να επιταχύνει σημαντικά την έρευνα για θανατηφόρες νευροεκφυλιστικές παθήσεις, όπως η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και η νωτιαία μυϊκή ατροφία (SMA).