Οι ερευνητές του Stanford εντόπισαν δύο ξεχωριστές κυτταρικές «διαδρομές» που αρχίζουν ήδη από τα πρώτα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης
Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι όλα τα βασικά τμήματα του εγκεφάλου ξεκινούν, κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, από την ίδια ομάδα αρχικών κυττάρων και στη συνέχεια ακολουθούν διαφορετικές πορείες.
Νέα μελέτη ερευνητών της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Stanford δείχνει ότι τα πράγματα μπορεί να είναι διαφορετικά. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Neuroscience.
Οι επιστήμονες εντόπισαν δύο ξεχωριστές ομάδες πρόδρομων κυττάρων, οι οποίες υπάρχουν ήδη από πολύ νωρίς στην ανάπτυξη του εμβρύου. Η μία δημιουργεί τον πρόσθιο και τον μέσο εγκέφαλο, ενώ η δεύτερη οδηγεί στον σχηματισμό του οπίσθιου εγκεφάλου.
Με απλά λόγια, τα διαφορετικά αυτά τμήματα δεν φαίνεται να ξεκινούν από έναν κοινό «κορμό» που αργότερα χωρίζεται. Ακολουθούν εξαρχής δύο παράλληλες αναπτυξιακές διαδρομές.
Εγκέφαλος – Δύο διαφορετικά συστήματα με πολύ διαφορετικές δουλειές
Η διάκριση έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή τα συγκεκριμένα τμήματα του εγκεφάλου επιτελούν πολύ διαφορετικές λειτουργίες.
Ο πρόσθιος εγκέφαλος συνδέεται με πιο σύνθετες λειτουργίες, όπως η γλώσσα, η συνείδηση, η μνήμη και η αφηρημένη σκέψη.
Ο οπίσθιος εγκέφαλος, αντίθετα, συμμετέχει στον έλεγχο βασικών λειτουργιών που μας κρατούν στη ζωή, όπως η αναπνοή, ο καρδιακός παλμός και ο ύπνος. Νευρώνες αυτής της περιοχής ελέγχουν επίσης μύες του προσώπου, της γλώσσας και του λαιμού και επομένως επηρεάζουν την ομιλία και την κατάποση.
Οι ερευνητές εξέτασαν αρχικά έμβρυα ποντικών και διαπίστωσαν ότι οι δύο ομάδες κυττάρων παραμένουν ξεχωριστές ήδη από τα πρώτα στάδια της ανάπτυξης.
Στη συνέχεια αναζήτησαν το ίδιο μοτίβο σε άλλα είδη. Βρήκαν αντίστοιχες ενδείξεις σε κοτόπουλα, ψάρια ζέβρα και ακόμη πιο μακρινούς εξελικτικά οργανισμούς, γεγονός που δείχνει ότι αυτή η «διπλή» οργάνωση του νευρικού συστήματος μπορεί να έχει πολύ αρχαίες ρίζες.
Γιατί έχει σημασία για τις ασθένειες
Η ανακάλυψη δεν αφορά μόνο την κατανόηση της εξέλιξης του εγκεφάλου. Ο οπίσθιος εγκέφαλος και το εγκεφαλικό στέλεχος προσβάλλονται σε σοβαρές νευρολογικές παθήσεις, όπως η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και η νωτιαία μυϊκή ατροφία.
Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δυσκολεύονταν να μελετήσουν αυτές τις περιοχές στον άνθρωπο, καθώς δεν είναι δυνατόν να λαμβάνεται ζωντανός ιστός από το εγκεφαλικό στέλεχος ασθενών για ερευνητικούς σκοπούς.
Κατανοώντας όμως καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο δημιουργούνται αυτά τα κύτταρα στο έμβρυο, οι ερευνητές κατάφεραν να μιμηθούν τη διαδικασία στο εργαστήριο.
Καθοδήγησαν ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα ώστε να εξελιχθούν σε λειτουργικούς κινητικούς νευρώνες του οπίσθιου εγκεφάλου. Τα κύτταρα που προέκυψαν εμφάνισαν ηλεκτρική δραστηριότητα και άλλα χαρακτηριστικά αντίστοιχα με εκείνα των φυσιολογικών νευρώνων της συγκεκριμένης περιοχής.
Αυτό δίνει πλέον στους επιστήμονες ένα νέο εργαστηριακό μοντέλο για να μελετούν πώς εμφανίζονται ορισμένες νευρολογικές παθήσεις και, μελλοντικά, να δοκιμάζουν πιθανές θεραπείες.
Φωτογραφία: istock
