مغز ما از دو سیستم عصبی اولیه که با هم ادغام شدند تکامل یافت

جنین موش 9.5 روزه. قسمت جلویی مغز آبی و پشت مغز قرمز است که تا نخاع امتداد می یابد

آزمایشگاه لوه / پزشکی استانفورد

مغز ما ممکن است ترکیبی از دو سیستم عصبی باستانی باشد که صدها میلیون سال پیش در کنار هم قرار گرفته اند. این بر اساس این یافته است که نواحی جلویی و پشتی مغز در افراد و چندین گونه دیگر از دو نوع سلول مجزا در جنین‌ها به‌جای اینکه منشأ رشدی یکسانی داشته باشند، همانطور که قبلا تصور می‌شد، ایجاد می‌شود.

کایل لوه از دانشگاه استنفورد می‌گوید: «تحقیقات ما نشان می‌دهد که تکامل دو سیستم عصبی موجود را گرفته و آنها را از نظر فضایی به هم متصل کرده است. "داشتن مغز به عنوان یک اندام احتمالا کارآمدتر خواهد بود، اما ما به این روش اولیه برای ساختن مغز به عنوان دو قطعه جداگانه تکیه می کنیم."

ادامه مطلب مغز انسان ممکن است بدون دلیل خاصی بزرگتر شده باشد

لو و همکارانش مراحل اولیه رشد جنین موش را مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند مغز آن از دو نوع سلول پیش ساز اولیه، سلول های تکثیر شونده با ظرفیت محدود خود نوسازی، رشد می کند. یک نوع ژنی به نام OTX2 را بیان می کند و به نورون های موجود در قسمت جلویی مغز تبدیل می شود که شامل مغز جلو و مغز میانی است. دیگری ژنی به نام GBX2 را بیان می کند و به نورون های قسمت پشتی مغز، یعنی مغز عقب تبدیل می شود.

تبلیغات

سپس محققان آزمایشاتی را با استفاده از سلول‌های انسانی در ظرف انجام دادند و دریافتند که نورون‌های مغز عقب و مغز جلو و مغز میانی نیز از سلول‌های پیش‌ساز مختلف رشد می‌کنند. لوه می‌گوید: «ما برای اولین بار نشان دادیم که قسمت جلویی مغز از یک سلول مولد کاملا متفاوت نسبت به پشت مغز ایجاد می‌شود.

این توضیح می دهد که چرا رشد بافت مغز عقب انسان در آزمایشگاه بسیار سخت بوده است. لوه می‌گوید: «در واقع آزمایش ناموفق یک دانش‌آموز تابستانی بود که ما را وارد این کار کرد. او می‌گوید که محققان معمولا سعی کرده‌اند نورون‌های مغز عقبی را از سلول‌های پیش‌ساز بسازند که قرار است به نورون‌های پیش‌مغز و مغز میانی تبدیل شوند، که کار نمی‌کند.

خبرنامه فقط برای مشترکین

در داستان انسانی ما ثبت نام کنید

در خبرنامه ثبت نام کنید

این تیم با داشتن این دانش، توانست برای اولین بار با شروع از نوع صحیح سلول های پیش ساز، نورون های حرکتی مغز عقب انسان را در یک ظرف رشد دهد.

مغز عقبی فرآیندهای اساسی حیات مانند تنفس، خواب، غذا خوردن و ضربان قلب را هماهنگ می کند، در حالی که مغز جلویی مرکز تفکر سطح بالاتر است. شرایطی مانند اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)، شایع‌ترین نوع بیماری نورون حرکتی، و آتروفی عضلانی نخاعی، باعث مشکلات گفتاری و بلع می‌شوند، زیرا بر مغز عقبی تأثیر می‌گذارند. اخیرا دانشمندان همچنین کشف کرده‌اند که داروهای GLP-1 مانند Ozempic و Wegovy با اثر بر روی مغز عقبی اشتها را در موش‌ها سرکوب می‌کنند.

لو می‌گوید اکنون که رشد نورون‌های مغز عقب انسان در یک ظرف آسان‌تر است، باید به تحقیقات ALS و آتروفی عضلانی نخاعی کمک کند و به ما امکان می‌دهد مکانیسم‌های دقیق نحوه عملکرد داروهای GLP-1 در افراد را بررسی کنیم.

روش های شگفت انگیزی که مغز شما از 20 سالگی به 40 سالگی تغییر می کند

مغز شما چه زمانی به بزرگسالی می رسد؟ ما اکنون در حال درک راه‌های زیادی هستیم که این اندام چندین دهه پس از اینکه جامعه برای اولین بار شما را بزرگسال تلقی می‌کند، به بلوغ ادامه می‌دهد.

محققان همچنین رویان‌های مرحله اولیه مرغ، گورخرماهی و کرم‌های بلوط را مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که سیستم عصبی آن‌ها به طور مشابه از دو نوع مختلف سلول پیش‌ساز مشتق شده است. این نشان می دهد که سیستم مغزی دو منشأ مشترک ما حداقل 550 میلیون سال پیش پدید آمده است.

اما چتر دریایی که ما از حدود 600 تا 700 میلیون سال پیش از آن جدا شدیم، دو سیستم عصبی مجزا دارند. لوه می گوید که اینها ممکن است در اجداد دور ما به هم پیوسته باشند زیرا قدرت پردازش کلی آنها را بهبود می بخشد. او می‌گوید: «وقتی همه چیز به هم نزدیک‌تر باشد، ارتباط مؤثرتری خواهید داشت.

لوه می‌گوید رشد مغز ما در دو مسیر مجزا نیز ممکن است تکامل تفکر پیچیده را تسهیل کند. او می‌گوید در حالی که مغز عقبی از تمام عملکردهای اساسی برای زنده نگه داشتن ما مراقبت می‌کند، «تکامل می‌تواند با مغز جلویی بازی کند، اشتباه کند و همه چیزهای تخیلی مانند حافظه و خلاقیت را ایجاد کند».

مرجع مجله:

علوم اعصاب طبیعت DOI: 10.1038/s41593-026-02433-7