دراسة من ستانفورد تجد أن الدماغ البشري عضوان دُفعا معًا

مجموعتان من الخلايا البادئة

لعقود، وصفت كتب الأحياء الدماغ بأنه ينمو من خلية سلفية مبكرة واحدة تُنتج كل أجزاء العضو. وتقول دراسة قادتها كلية الطب بجامعة ستانفورد ونُشرت في نيتشر نيوروساينس في 18 سبتمبر إن هذه الصورة خاطئة.

وبمراقبة الأجنة خلال مرحلة المعيدة، وهي المرحلة التي تتنظم فيها مجموعة بسيطة من الخلايا لتشكّل بنى الجسم، حدد الفريق مجموعتين متمايزتين من الخلايا العصبية السلفية. فالدماغ الأمامي والدماغ المتوسط ينشآن من مجموعة واحدة. أما الدماغ الخلفي، الذي يتحكم في التنفس ومعدل ضربات القلب والبلع، فيتطور من مجموعة ثانية ذات أصل منفصل.

وقال كايل لو، أستاذ مشارك في علم الأحياء التطوري في ستانفورد وأحد كبار مؤلفي العمل: "أظهرنا للمرة الأولى أن مقدمة الدماغ تنشأ من خلية سلفية مختلفة تمامًا عن مؤخرة الدماغ".

لغز في الطبق

نشأ الاكتشاف من مشكلة مخبرية. فقد كانت الخلايا الجذعية من مقدمة الدماغ سهلة النمو في طبق، بينما الخلايا المفترض أن تصبح نسيج الدماغ الخلفي لم تنمُ تقريبًا أبدًا. ويفسر العمل الجديد السبب: فالتجارب السابقة حاولت إقناع سلائف الدماغ الأمامي والمتوسط بأن تصبح خلايا دماغ خلفي، وهو ما يُظهر البحث أنه غير ممكن. وبدءًا من مجموعة السلائف الصحيحة، نمّى الباحثون خلايا عصبية أطلقت كمونات فعل وأنتجت بروتينات تميّز قطاعات الدماغ الخلفي التي تتحكم في عضلات الوجه والبلع.

550 مليون سنة من التوصيلات

ثم نظر الفريق في الزمن التطوري. فوجدوا النمط نفسه ذا الأصلين في الدجاج والسمك المخطط ودودة البلوط، وهي مخلوقات صغيرة في قاع المحيط تشترك مع البشر في سلف بعيد. أما قنديل البحر، الذي انفصل عن خط البشر قبل نحو 600 إلى 700 مليون سنة، فيحتفظ بجهازين عصبيين في طرفين مختلفين من جسمه.

ويرى المؤلفون أن التطور لم يخترع الدماغ من الصفر. بل أخذ جهازين عصبيين كانا موجودين بالفعل ودفعهما معًا مكانيًا. وقال لو: "كان من المرجح أن يكون الدماغ كعضو واحد أكثر كفاءة، لكننا نعتمد على هذه الطريقة البدائية لصنع الدماغ كقطعتين منفصلتين". ولأن النصفين مبنيان بقواعد مختلفة، قد يغيّر الاكتشاف طريقة نمذجة الباحثين لحالات مثل اضطرابات الدماغ الخلفي في المختبر.