İnsan beyninin tamamının tek bir ana öncül hücre grubundan geliştiği düşünülüyordu. Ancak Stanford Üniversitesi'nden bilim insanlarının çalışması, embriyonik gelişimin kritik aşamalarından biri olan gastrulasyon sırasında iki farklı hücre grubunun ortaya çıktığını gösterdi.
Araştırmacılar, bu hücre gruplarından birinin beynin ön bölümünü, diğerinin ise arka bölümünü oluşturacak şekilde farklılaştığını belirledi.
Beynin gelişiminde iki farklı yol
Çalışmada, ön ve arka beyin bölgelerini oluşturan hücre gruplarının genetik talimatlarının da farklı biçimde düzenlendiği ortaya konuldu. Bu durum, beynin farklı bölümlerinin gelişim sırasında birbirinden ayrılan biyolojik süreçleri takip ettiğini gösteriyor.
Stanford Üniversitesi'nden gelişim biyoloğu Kyle Loh, beynin iki ayrı bölümden gelişmesinin çok eski bir biyolojik mekanizmanın sonucu olabileceğini belirtti.
Araştırmacılar, bu gelişim modelinin evrimsel geçmişinin de yüz milyonlarca yıl öncesine uzanabileceğini düşünüyor. İnsanlarla uzak ortak ataya sahip bazı deniz canlılarında benzer sinir sistemi yapılanmalarının bulunması, söz konusu mekanizmanın oldukça eski olabileceğine işaret ediyor.
Beynin arka bölümü kalp atışı, solunum ve uyku gibi otomatik vücut işlevlerinde önemli rol oynarken, ön ve orta beyin dil, mantık ve soyut düşünme gibi daha karmaşık işlevlerle ilişkilendiriliyor.
Kök hücre araştırmalarına yeni katkı
Araştırmanın önemli sonuçlarından biri de kök hücrelerle ilgili oldu. Bilim insanları, arka beynin gelişim sürecine ilişkin elde edilen bilgilerden yararlanarak insan kök hücrelerini laboratuvar ortamında işlevsel arka beyin motor nöronlarına dönüştürmeyi başardı.
Bu yöntem, arka beyindeki motor nöronların zarar gördüğü amyotrofik lateral skleroz (ALS) ve spinal musküler atrofi (SMA) gibi nörodejeneratif hastalıkların laboratuvar ortamında modellenmesine katkı sağlayabilir.
Araştırmacılar, elde edilen motor nöronların ilerleyen dönemde bu hastalıkların mekanizmalarının daha ayrıntılı incelenmesi ve olası tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi amacıyla kullanılabileceğini belirtiyor.
Araştırmanın bulguları Nature Neuroscience dergisinde yayımlandı.
