Како се создава мозок? Прашањето звучи едноставно, но одговорот е една од најголемите загатки на развојната биологија. Со децении преовладуваше сликата дека целиот мозок потекнува од една заедничка популација на почетни прогениторни нервни клетки, кои подоцна се разгрануваат и создаваат различни мозочни региони. Но, едно ново истражување, објавено деновиве во Nature Neuroscience, предлага дека приказната можеби започнува поинаку.

Имено, резултатите укажуваат дека наместо еден заеднички „почеток“, мозокот уште во најраните фази од ембрионалниот развој се формира од две паралелни популации на прогениторни клетки.

Истражувачите од Универзитетот Стенфорд ги следеле клетките во развојот на ембриони од глушец. Резултатот бил впечатлив – предните и средните делови на мозокот потекнуваат од една популација, наречена преден нервен ектодерм, додека задниот мозок се развива од друга, одделна популација.

Тоа не значи дека возрасниот мозок е составен од два независни органи. Напротив, неговите делови се тесно поврзани и функционираат како единствен систем. Но, нивната клеточна историја можеби започнува од две различни развојни линии.

За да ја проверат оваа идеја, научниците користеле таканаречено следење на клеточната лоза. Со молекуларни ознаки можеле да утврдат од кои рани клетки подоцна настануваат различните делови од мозокот.

Истата поделба ја испитувале и со човечки плурипотентни матични клетки – клетки способни да се развијат во речиси секој тип ткиво. Кога истражувачите ги насочиле кон различни развојни патеки, забележале нешто важно: клетките веќе биле „наклонети“ кон одредена судбина. Едната популација лесно се развивала во клетки карактеристични за предниот и средниот мозок, додека другата била подготвена за создавање клетки од задниот мозок.

Особено интересно е што научниците успеале од човечки матични клетки да создадат моторни неврони од задниот мозок – тип клетки што досега било тешко ефикасно да се добијат во лабораторија. Тие неврони имаат важна улога во контролирањето на движења како голтањето.

Ова може да биде значајно за истражувањето на заболувања што ги оштетуваат моторните неврони, меѓу кои се амиотрофичната латерална склероза (АЛС) и спиналната мускулна атрофија. Подобриот начин за создавање на овие клетки во лабораторија може да овозможи попрецизни модели на болеста и тестирање потенцијални терапии.

Можеби најнеобичниот дел од истражувањето доаѓа од еволутивната перспектива. Двете развојни популации не биле пронајдени само кај глувците и човекот. Истражувачите ги идентификувале сличните клеточни потписи кај мајмуни, кокошки и зебрасти риби, но и кај многу поедноставен морски без'рбетник – желудевест црв.

Тоа укажува дека оваа поделба во развојот можеби е исклучително древна и се одржала низ еволуцијата најмалку 550 милиони години.

Сепак, научната приказна не е затворена. Авторите предлагаат модел според кој мозокот е композитен орган изграден од две развојно ограничени клеточни линии, но други истражувачи укажуваат дека не може целосно да се исклучи можноста за многу краткотрајна заедничка фаза во најраниот развој.

Она што е сигурно е дека едноставната слика за една единствена почетна клеточна популација повеќе не изгледа толку едноставна. А токму ваквите промени во нашето разбирање на најраните чекори од развојот можат да откријат зошто мозокот станува толку сложен – и зошто понекогаш неговиот развој може да тргне во погрешна насока.