Задній мозок, що регулює автоматичні процеси, має інше походження, ніж ділянки, що відповідають за мовлення, свідомість та абстрактне мислення.
Протягом десятиліть загальноприйнята модель стверджувала, що весь мозок походить від єдиного типу клітин-попередників (прогеніторних клітин). Згідно з цією теорією, три основні відділи зрілого мозку – передній, середній та задній – мали спільну вихідну точку розвитку.
Згодом ці ділянки беруть на себе абсолютно різні функції. Передній мозок відповідає за мовлення, свідомість та абстрактне мислення. Задній мозок регулює автоматичні процеси, як-от серцебиття, дихання, сон і відчуття голоду, його нейрони керують м'язами обличчя, язика та горла, задіяними в артикуляції та ковтанні.
Досліджуючи ембріони мишей на етапі розвитку, науковці виявили дві окремі популяції клітин-попередників мозку. Клітини, що експресують ген Otx2, у подальшому формували передній і середній мозок. Клітини, які експресували інший ген – Gbx2, були призначені для формування заднього мозку. Ці популяції не перетиналися навіть на найбільш ранніх етапах, досліджених командою. Шлях розвитку заднього мозку пролягав паралельно до шляху формування переднього й середнього мозку, а не відгалужувався від нього.
"Ми вперше показали, що передня частина мозку виникає з абсолютно іншої клітини-попередника, ніж задня", – зазначив провідний автор дослідження Кайл Ло (Kyle Loh), доцент кафедри біології розвитку медичного факультету Стенфордського університету.
Ця відмінність також виявилася у хроматині клітин – структурі пакування ДНК, яка робить одні її ділянки доступними, залишаючи інші щільно згорнутими. Оскільки це пакування визначає, які саме гени клітина може зчитувати, воно безпосередньо впливає на її кінцеву спеціалізацію.
Передня нервова ектодерма (ембріональна тканина, з якої утворюються передній і середній мозок) мала принципово іншу конфігурацію хроматину порівняно із задньою нервовою ектодермою, яка дає початок задньому мозку. Ці відмінності жорстко фіксували клітини-попередники на їхніх власних шляхах розвитку, що й пояснює невдачі попередніх лабораторних спроб виростити нейрони заднього мозку людини (ділянку, яка допомагає контролювати дихання та ковтання), щоб досліджувати спінальну м'язову атрофію та бічний аміотрофічний склероз (хвороба Лу Геріга). При обох хворобах певні нейрони заднього мозку поступово припиняють працювати. Пацієнти втрачають здатність ковтати, через що їжа чи рідина потрапляють у легені, спричиняючи пневмонію. Згодом вони втрачають і здатність дихати. Науковці не мають змоги брати тканини стовбура мозку у живих пацієнтів, а труднощі з культивуванням нейронів заднього мозку людини вкрай обмежували їхню здатність вивчати, як саме ці захворювання руйнують клітини.
Спроби отримати нейрони заднього мозку зводилися до намагань перепрограмувати попередники переднього та середнього мозку на клітини заднього, що, як доводить нове дослідження, просто неможливо.
Висновки, опубліковані в журналі Nature Neuroscience, порушують також питання щодо еволюційної історії мозку: якщо його передня та задня частини розвиваються окремо, чи могли вони від самого початку виникнути як дві відокремлені нервові системи?
Проаналізувавши понад 550 мільйонів років еволюційної історії, дослідники виявили таку саму модель подвійного ембріонального походження у курей, рибок даніо-реріо та кишководишних. Ці невеликі мешканці океанічного дна мають далекого спільного предка з людиною. Медузи, чия еволюційна гілка відокремилася від предків людини приблизно 600–700 мільйонів років тому, мають дві нервові системи на протилежних кінцях тіла.
Вчені схильні інтерпретувати ці дані як свідчення того, що мозок об'єднує дві прадавні нервові системи, які еволюціонували незалежно одна від одної протягом сотень мільйонів років: еволюція взяла дві вже наявні нервові системи й просто звела їх докупи в просторі. Хоч мати мозок як цілісний орган було б, мабуть, ефективніше, однак досі функціонує первісний механізм двох окремих частин.
Two parallel neural ectoderm progenitors contribute to the developing brain.
Nature Neuroscience, 18.09.2026
Stanford Researchers Discover That the Human Brain May Be Two Separate Organs Fused Together
SciTechDaily, 24.09.2026
27.09.2026