پژوهش جدید دانشمندان درباره شکلگیری مغز نشان میدهد این اندام پیچیده ممکن است نه از یک، بلکه از دو گروه متفاوت سلولهای پیشساز ساخته شود؛ یافتهای که درک فعلی از رشد مغز را به چالش میکشد. این مطالعه همچنین راهی برای تولید سلولهای عصبی مغز پسین در آزمایشگاه ارائه کرده است؛ روشی که میتواند به مطالعه بیماریهایی مانند ALS و آتروفی عضلانی نخاعی (SMA) کمک کند.
چالشهای جدید در درک رشد مغز
پژوهش جدیدی که در مجله Nature Neuroscience منتشر شده است، تصویر رایج دانشمندان از چگونگی شکلگیری مغز را به چالش کشیده است. محققان شواهدی پیدا کردهاند که نشان میدهد برخلاف تصور قبلی، مغز ممکن است از یک نوع سلول اولیه واحد شکل نگیرد، بلکه دستکم دو گروه متفاوت از سلولهای پیشساز، بخشهای مختلف این اندام پیچیده را بسازند. این کشف در عین حال به روشی تازه برای تولید سلولهای عصبی بخش پشتی مغز در آزمایشگاه منجر شده است؛ روشی که میتواند به پژوهش درباره بیماریهایی مانند ALS و آتروفی عضلانی نخاعی کمک کند.
بیشتر بخوانید: چگونه از تنها بودن لذت ببریم
تعیین سرنوشت سلولهای پیشساز
برای دههها این دیدگاه وجود داشت که یک نوع سلول اولیه یا «سلول پیشساز» میتواند در نهایت تمام بخشهای مغز را ایجاد کند. اما یافتههای جدید نشان میدهد این تصویر ممکن است بیش از حد ساده باشد. پژوهشگران دریافتند یک گروه از سلولهای پیشساز، به شکل مشخصی به سمت ساخت مغز پسین یا Hindbrain میروند؛ بخشی از مغز که در کنترل برخی عملکردهای حیاتی مانند تنفس و ضربان قلب نقش دارد.
در مقابل، گروه دیگری از سلولهای پیشساز، مسیر متفاوتی را طی میکنند و در شکلگیری مغز پیشین و مغز میانی نقش دارند. مغز پیشین نیز در عملکردهای پیچیدهتری مانند برنامهریزی، استدلال و دیگر تواناییهای شناختی دخالت دارد. کایل لوه، زیستشناس تکاملی در دانشگاه استنفورد و یکی از نویسندگان پژوهش، میگوید مغز یک اندام واحد است، اما ممکن است از دو بخش متفاوت ساخته شده باشد که در ادامه به یکدیگر متصل شده و با هم کار میکنند.
برای بررسی منشأ این سلولها، تیم پژوهشی ابتدا جنین موش را در مراحل بسیار ابتدایی رشد بررسی کرد. دانشمندان با استفاده از رنگآمیزی بافتی و توالییابی RNA توانستند دو گروه متمایز از سلولهای پیشساز مغز را شناسایی کنند. در آزمایش دیگری، پژوهشگران سلولهای پیشساز مربوط به بخش پشتی مغز را با نشانگرهای فلورسنت مشخص کردند تا سرنوشت آنها را در مراحل بعدی رشد دنبال کنند. نتیجه نشان داد سلولهایی که با این نشانگر مشخص شده بودند، عمدتاً در بخش پشتی مغز باقی ماندند و به قسمت جلویی مغز وارد نشدند.
محققان سپس آزمایش مشابهی را با سلولهای بنیادی پرتوان انسانی انجام دادند؛ سلولهایی که قابلیت تبدیل شدن به انواع مختلف سلولهای بدن را دارند. آنها این سلولها را به دو نوع سلول اولیه مغزی تبدیل کردند و سپس با استفاده از سیگنالهای شیمیایی، تلاش کردند مسیر رشد آنها را تغییر دهند. یکی از انواع سلولها بهراحتی توانست در مسیر تشکیل مغز پیشین و میانی قرار بگیرد، اما وقتی سیگنالهای لازم برای ساخت مغز پسین به آن داده شد، نتوانست به این مسیر وارد شود. این نتیجه نشان میدهد سرنوشت بخشی از سلولهای پیشساز ممکن است از همان مراحل بسیار ابتدایی رشد تا حد زیادی تعیین شده باشد.
یافتههای جدید به این معنا نیست که دانشمندان اکنون پاسخ نهایی درباره منشأ مغز را پیدا کردهاند. پژوهش همچنان درباره نحوه تعیین سرنوشت سلولهای اولیه و امکان تغییر این سرنوشت در مراحل بسیار ابتدایی رشد پرسشهایی ایجاد میکند. با این حال، نتایج نشان میدهد شکلگیری مغز احتمالاً فرایندی پیچیدهتر از آن چیزی است که مدلهای قبلی تصور میکردند؛ فرایندی که در آن دستکم دو مسیر سلولی متمایز میتوانند در ساخت بخشهای مختلف این اندام نقش داشته باشند.
پیامدهای درمانی
یکی از مهمترین نتایج عملی این پژوهش، پیدا کردن روشی مؤثرتر برای تولید سلولهای عصبی مغز پسین در آزمایشگاه است. برخی نورونهای موجود در مغز پسین در بیماریهای عصبی مانند ALS یا بیماری نورون حرکتی و همچنین آتروفی عضلانی نخاعی (SMA) آسیب میبینند یا از بین میروند. تولید این نورونها در آزمایشگاه تاکنون کار دشواری بوده است و همین مسئله مطالعه مستقیم بیماری و آزمایش روشهای احتمالی درمان را محدود کرده است.
پژوهشگران با شناخت بهتر مسیر رشد اولیه مغز توانستند مولکولهای پیامرسان مورد نیاز برای هدایت سلولهای بنیادی را شناسایی کنند. آنها در ادامه موفق شدند تعداد زیادی نورون انسانی مربوط به مغز پسین را در آزمایشگاه تولید کنند. این سلولها میتوانند در آینده به عنوان مدلی برای مطالعه بیماریهای عصبی و آزمایش ترکیبات دارویی مورد استفاده قرار گیرند. تیم پژوهشی امیدوار است از این روش برای جستوجوی درمانهای احتمالی برای SMA نیز استفاده کند.
بیشتر بخوانید: احمد النبیحی: آلودگی هوا خطر ابتلا به بیماریهای چشم را افزایش میدهد · یبوست؛ نشانهای پنهان از پارکینسون که باید جدی گرفته شود
