اكتشاف مسارين منفصلين في نشأة الدماغ

وتشير الدراسة، التي نشرت في مجلة Nature Neuroscience، إلى أن الدماغ لا ينحدر بالكامل من مجموعة واحدة من الخلايا السلفية خلال المراحل الأولى من التطور الجنيني، كما كان يعتقد، بل يتشكل من مسارين تطوريين منفصلين يلتقيان لاحقا.

ويضم الدماغ ثلاث مناطق رئيسية: الدماغ الأمامي، والدماغ المتوسط، والدماغ المؤخر. ويرتبط الدماغ الأمامي بوظائف مثل اللغة والوعي والتفكير، بينما يتولى الدماغ المؤخر وظائف أساسية، من بينها التنفس وتنظيم ضربات القلب والنوم والشهية، كما يتحكم في عضلات الوجه واللسان والحنجرة المسؤولة عن الكلام والبلع.

اكتشاف مسارين مختلفين

توصل الباحثون إلى هذه النتائج من خلال دراسة المراحل المبكرة من تطور أجنة الفئران، حيث اكتشفوا مجموعتين مختلفتين من الخلايا السلفية.

وأظهرت الدراسة أن مجموعة تحمل جينا يعرف باسم Otx2 وتتجه إلى تكوين الدماغ الأمامي والدماغ المتوسط، بينما تحمل المجموعة الأخرى جينا يعرف باسم Gbx2 وتتجه إلى تكوين الدماغ المؤخر.

وظلت المجموعتان منفصلتين منذ المراحل الأولى للتطور، كما وجد الباحثون اختلافات واضحة في الكروماتين، وهي البنية التي تنظم نشاط الجينات داخل الخلية. وتشير هذه النتائج إلى أن مصير كل مجموعة من الخلايا يتحدد في وقت مبكر جدا من نمو الجنين.

وقال كايل لوه، أستاذ مشارك في علم الأحياء التطوري، إن الباحثين أظهروا للمرة الأولى أن الجزء الأمامي من الدماغ ينشأ من خلايا سلفية مختلفة تماما عن تلك التي ينشأ منها الجزء الخلفي.

إنتاج خلايا عصبية في المختبر

ساعد هذا الاكتشاف الباحثين على فهم سبب صعوبة إنتاج خلايا عصبية من الدماغ المؤخر في المختبر. وبعد تحديد المسار التطوري الصحيح، تمكن الفريق من توجيه خلايا جذعية بشرية متعددة القدرات لتصبح خلايا عصبية حركية وظيفية تنتمي إلى الدماغ المؤخر.

وأظهرت هذه الخلايا نشاطا كهربائيا وخصائص مشابهة للخلايا الطبيعية، بما في ذلك إنتاج بروتينات مرتبطة بالمناطق المسؤولة عن التحكم في عضلات الوجه والبلع.

ويرى الباحثون أن هذه القدرة يمكن أن تساعد في دراسة أمراض تصيب جذع الدماغ، مثل الضمور العضلي الشوكي والتصلب الجانبي الضموري، اللذين يؤديان إلى تضرر خلايا عصبية مهمة وقد يتسببان في فقدان القدرة على البلع والتنفس.

أصل تطوري قديم

لم يقتصر البحث على الفئران والخلايا البشرية، إذ وجد الباحثون نمطا مشابها لدى الدجاج وسمك الزرد وديدان البلوط، وهي كائنات تشترك مع البشر في سلف تطوري بعيد. كما أشاروا إلى أن قناديل البحر تمتلك نظامين عصبيين منفصلين، رغم أن سلالتها التطورية انفصلت عن السلالة المؤدية إلى البشر قبل نحو 600 إلى 700 مليون سنة.

وقال لوه إن النتائج تشير إلى أن التطور ربما جمع نظامين عصبيين كانا موجودين بشكل منفصل، ليعملا لاحقا كجهاز واحد.

ويأمل الباحثون في توسيع دراساتهم لفهم الأصل التطوري للحبل الشوكي، ودراسة كيفية تأثر خلايا الدماغ المؤخر بأمراض مثل الضمور العضلي الشوكي والتصلب الجانبي الضموري، بما قد يساعد مستقبلا في تطوير علاجات جديدة.

المصدر: ميديكال إكسبريس

إقرأ المزيد

دراسة تكشف مرحلتين رئيسيتين لتغيرات الدماغ خلال حياة الإنسان

كشفت دراسة علمية واسعة أن الدماغ يمر بمرحلتين رئيسيتين من التغيرات، الأولى في منتصف العشرينيات، والثانية بعد سن الستين.

خطوة جريئة تثير جدلا أخلاقيا.. علماء ينمون أنسجة دماغ بشري داخل فئران حية

تمكن باحثون من إنشاء فئران تحتوي على أنصاف أدمغة بشرية، في محاولة لفهم وتطوير علاجات جديدة لاضطرابات مثل الفصام والصرع والشلل الدماغي والإعاقة الذهنية وأشكال نادرة من الخرف.

الإفراط في ألعاب الفيديو يرتبط بتغيرات في قشرة دماغ المراهقين

تكون قشرة الدماغ لدى المراهقين الذين يفرطون في ممارسة ألعاب الفيديو أرقّ في بعض المناطق، كما تكون مساحة سطحها أصغر في المتوسط.

سابقة علمية.. واجهة دماغية جديدة تتيح للمشلولين التحدث والإشارة في وقت واحد

كشف فريق علمي عن واجهة دماغية-حاسوبية جديدة تتيح للمصابين بشلل في الجهاز الصوتي والجسم القدرة على نقل الكلام وإشارات الجزء العلوي من الجسم في وقت واحد، في سابقة هي الأولى من نوعها.