Мозг оказался двумя органами, которые эволюция сдвинула вместе 550 миллионов лет назад

Попытки вырастить в чашке нейроны ствола мозга проваливались десятилетиями. Учёные брали предшественников переднего мозга и уговаривали их стать клетками заднего. Не получалось ни у кого.

Теперь ясно почему: так нельзя в принципе.

Работа группы Кайла Ло из Стэнфордской медицинской школы, вышедшая в Nature Neuroscience, опровергает основание, на котором стояла вся эта логика.

Две линии, которые не пересекаются

Столетиями мозг считали цельным органом, выросшим из общего запаса клеток-предшественников: одна родоначальная линия ветвится и даёт все области.

Разбирая самые ранние стадии развития мышиного зародыша, соавторы Райян Джохай и Каролин Дандес нашли вместо одной линии две, возникающие одновременно и не перекрывающиеся ни в одной клетке:

• передняя — строит передний и средний мозг;
• задняя — строит задний мозг, то есть ствол.

Разделение закрепляется рано и намертво. Упаковка наследственного вещества в этих клетках устроена по-разному с самого начала, и каждая линия заперта в своей судьбе.

«Мы впервые показали, что передняя часть мозга возникает из совершенно другой клетки-предшественника, чем задняя», — говорит Кайл Ло.

Почему не получалось раньше

Джохай объясняет провал предыдущих попыток прямо: брали предшественников переднего и среднего мозга и пытались превратить их в клетки заднего, а это невозможно.

И добавляет мысль о привычке самой области: в работе со стволовыми клетками все заняты конечным продуктом — нейроном. А начинать нужно с самых ранних стадий развития зародыша. Внимание именно к этой точке и дало находку.

Два мозга под одной крышкой

Разделение труда между частями заметное. Передний мозг отвечает за рассуждение, речь и отвлечённое мышление. Задний, он же ствол, держит то, без чего не живут: дыхание, работу сердца, чередование сна и бодрствования, глотание, мимику, речевые движения.

Чтобы понять, откуда взялась эта двойственность, исследователи прошлись по дальним ветвям родословной. Тот же двойной механизм нашёлся у кур, у рыбок данио и даже у морских кишечнодышащих червей, чья ветвь отделилась от человеческой больше 550 миллионов лет назад.

А у существ попроще — у медуз, отделившихся 600–700 миллионов лет назад, — и вовсе две отдельные нервные системы на разных концах тела.

Вывод Ло звучит почти обидно для человека: эволюция взяла две готовые нервные системы и придвинула их друг к другу. Один орган работал бы, вероятно, складнее, но природа до сих пор собирает мозг первобытным способом — из двух кусков.

Что это значит для картины мозга

Привычный образ — дерево: общий ствол, ветвление, специализация областей. Новая картина другая: два дерева, выросшие порознь и сросшиеся кронами.

Смена образа меняет и вопросы. Раньше спрашивали, какой сигнал добавить клетке, чтобы она стала нужным нейроном. Теперь — из какой ветви эта клетка родом, потому что назначение выдано ей задолго до того, как появился первый нейрон.

Зачем это нужно врачам

Зная правильную развилку, стэнфордская группа довела человеческие стволовые клетки до настоящих двигательных нейронов заднего мозга. Клетки давали нормальные электрические разряды и несли признаки тех отделов, которые управляют мышцами лица и глотанием.

При боковом амиотрофическом склерозе и спинальной мышечной атрофии гибнут именно эти нейроны, и человек теряет способность глотать и дышать. Взять такую ткань у больного невозможно, поэтому изучать болезни было почти не на чем. Теперь модель есть.

Вторая линия применения — обмен веществ. В стволе лежат контуры голода и насыщения, на которые действуют нынешние средства для снижения веса. Человеческую ткань ствола наконец можно рассмотреть в чашке и понять, как именно они с ней работают.

Границы выводов

Прослеживание линий клеток велось на мышиных зародышах. На человеческом материале проверяли следующий шаг: разведение клеток в чашке.

И само по себе открытие развилки не лечит: выращенные нейроны пока дают лабораторную модель болезни, а не способ её остановить.

Источник: Джохай Р. Т., Дандес К. Э., Ахсан Х. С. и др. Two parallel neural ectoderm progenitors contribute to the developing brain. Nature Neuroscience, 18 сентября 2026. Стэнфордская медицинская школа. Изложение — Neuroscience News.