斯坦福研究:大脑由两个独立演化器官构成

斯坦福医学院发现,大脑由两个独立演化的器官构成。研究揭示后脑遵循独立发育路径,解释了长期难以培育特定脑细胞的根源,并首次成功诱导干细胞转化为功能性后脑运动神经元。

斯坦福医学院新研究揭示:大脑实为两个独立演化的器官

斯坦福医学院(Stanford Medicine)本周公布的一项最新研究表明,人类大脑并非单一器官,而是由两个在数亿年间独立演化、最终巧妙结合在一起的古老神经系统构成。

首次诱导干细胞生成后脑神经元

这一发现指出,大脑包含一个较为原始的部分,负责调节心跳、呼吸等基本生命功能;以及另一个部分,赋予人类诗歌创作、数学运算及自我意识等独特能力。该研究成果不仅解释了科学家长期以来在实验室中培育特定脑细胞所面临的困难,也为研究影响脑干的严重疾病开辟了新的途径。

长期以来,科学家一直难以在实验室中生成人类后脑神经元,这阻碍了对脊髓性肌萎缩症和肌萎缩侧索硬化症等影响脑干的毁灭性疾病的研究。通过观察胚胎发育的最初阶段,研究人员取得了突破性进展。研究合著者 Carolyn Dundes 和 Rayyan Jokhai 发现,后脑遵循一条独立的发育路径,与形成前脑和中脑的路径并行发展,而非从中分支出来。

这一机制揭示了该领域数十年来挫折的根源——科学家此前试图将一种祖细胞转化为另一种其本质上无法成为的细胞类型。基于这一认知,研究人员首次成功诱导人类多能干细胞(一种可分化为人体任何细胞的类型)在实验室中转化为具有功能的后脑运动神经元。

此外,研究人员回溯了5.5亿年的进化史,发现鸡、斑马鱼以及生活在海底、与人类拥有遥远共同祖先的橡子虫(acorn worms)均存在这种“双源”大脑模式。值得注意的是,在约6至7亿年前与人类分化出的水母,其身体两端也拥有两套独立的神经系统。

Loh 表示:“我们的研究表明,进化过程是将两个现有的神经系统在空间上推挤在一起。虽然将大脑作为一个整体器官可能更高效,但我们依赖这种原始的‘双部件’方式来构建大脑。”

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