مغز انسان... دو عضو جداگانه!
در طول قرن‌ها، دانشمندان مغز را یک عضو یکپارچه و واحد می‌دانستند، اما یک مطالعه پژوهشی به رهبری دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد به این نتیجه رسیده است که آنچه ما مغز می‌نامیم، در واقع دو عضو متمایز است که در طی صدها میلیون سال به‌طور مستقل تکامل یافته‌اند. این کشف، الگویی را که دهه‌ها حاکم بود و فرض می‌کرد یک سلول اولیه واحد در آغاز رشد وجود دارد که از آن تمام بخش‌های مغز منشأ می‌گیرد، دگرگون می‌سازد.
بر اساس مطالعه‌ای که در مجله «نچر نورواینس» (Nature Neuroscience) منتشر شده است، مغز انسان از دو دستگاه عصبی کهنه تشکیل شده که با هم ترکیب شده‌اند: بخشی ابتدایی‌تر که ضربان قلب، تنفس و سایر عملکردها را تنظیم می‌کند، و بخش دیگری که انسان را متمایز ساخته و او را قادر به شعر سرودن، ریاضیات و پرسش درباره خویشتن می‌کند. دکتر کایل لو، استاد دانشکده زیست‌شناسی رشد و رهبر این مطالعه، توضیح داد که تیم تحقیقاتی برای نخستین بار ثابت کرد که پیش‌مغز از سلولی اولیه منشأ می‌شود که کاملاً با سلولی متفاوت است که از آن پس‌مغز پدید می‌آید.
مغز انسان بالغ از سه ناحیه تشکیل شده است: پیش‌مغز، میان‌مغز و پس‌مغز. پیش‌مغز مسئول تفکر عالی مانند زبان، آگاهی و استدلال انتزاعی است، در حالی که پس‌مغز در پشت جمجمه قرار دارد و عملکردهای حیاتی خودکار مانند تنفس، خواب، ضربان قلب و میل به گرسنگی را تنظیم می‌کند. نورون‌های آن همچنین عضلات صورت، زبان و حلق را کنترل می‌کنند که در گفتار و بلع نقش دارند.
این پیشرفت پژوهشی از مطالعه نخستین لحظات رشد جنینی در مرحله تشکیل لایه‌های اولیه (گاسترولاسیون) زمانی که بدن شروع به شکل‌گیری می‌کند، حاصل شد. پژوهشگران اول این مطالعه، کارولین دندس و رایان جوخای، کشف کردند که پس‌مغز در مسیری رشدی جداگانه پیش می‌رود که موازی با مسیر پیش‌مغز و میان‌مغز است و از آن شاخه‌برداری نمی‌کند. بررسی جنین‌های موش نتایج زیر را نشان داد:
جوخای اشاره کرد که تلاش‌های پیش‌تر احتمالاً سعی در سوق دادن سلول‌های اولیه پیش‌مغز و میان‌مغز به سمت تبدیل شدن به سلول‌های پس‌مغز داشته‌اند، در حالی که این مطالعه ثابت می‌کند چنین امری غیرممکن است. بر اساس این دانش، پژوهشگران برای نخستین بار موفق شدند سلول‌های بنیادی چندتوان انسانی را به سمت تبدیل شدن به نورون‌های حرکتی عملکردی از پس‌مغز هدایت کنند؛ نورون‌هایی که امواجی از فعالیت الکتریکی به نام پتانسیل عمل نشان دادند و پروتئین‌هایی تولید کردند که بخش‌های پس‌مغز را که بر عضلات صورت و بلع کنترل دارند، متمایز می‌سازند.
با توجه به ۵۵۰ میلیون سال تکامل، تیم پژوهشی همان الگوی ریشه‌های عصبی را در خروس‌ها، ماهی‌های زبرا و کرم‌های بلوطی یافت؛ موجودات ریزی که در کف اقیانوس زندگی می‌کنند و با انسان‌ها یک اجداد دور را به اشتراک دارند. مطالعه اعلام کرد که عروس دریایی‌ها، که ۶۰۰ تا ۷۰۰ میلیون سال پیش از خط انسان جدا شدند، دارای دو سیستم عصبی در دو انتهای مختلف بدن خود هستند. لو نشان داد که تکامل احتمالاً دو سیستم عصبی موجود را به هم نزدیک کرده است، و افزود که وجود مغز به عنوان یک عضو واحد ممکن است کارآمدتر باشد، اما موجودات زنده این روش اولیه را به کار می‌برند.
این نتایج افق‌های جدیدی را برای مطالعه بیماری‌های ساقه مغز گشود. آتروفی عضلانی نخاعی یکی از مهم‌ترین علل ژنتیکی مرگ در کودکان زیر یک سال است، و معمولاً ام‌اس‌ال‌اس (ALS) بین سنین چهل تا هفت سالگی تشخیص داده می‌شود و هر دو بخش قدامی و خلفی مغز را درگیر می‌کند. در این دو بیماری، سلول‌های عصبی خاصی در بخش خلفی مغز به تدریج از کار می‌افتند، که منجر به از دست دادن توانایی بلع می‌شود و ممکن است باعث ذات‌الریه و سپس از دست دادن توانایی تنفس گردد. پژوهشگران پیش‌تر قادر به دریافت بافت ساقه مغز از بیماران زنده نبودند، که مطالعه این بیماری‌ها را تقریباً غیرممکن می‌ساخت.
مطالعه همچنین پیوندی غیرمنتظره با درمان چاقی نشان داد، زیرا ناحیه خلفی مغز حاوی مدارهایی است که گرسنگی را تنظیم می‌کنند؛ داروهای کاهش وزن مانند «سمگلو‌تید» نیز از طریق همین مکانیسم عمل می‌کنند. جوخای ابراز داشت که اکنون پژوهشگران مدلی برای درک این بیماری‌ها و تلاش برای درمان‌های بازسازی‌کننده دارند. تیم قصد دارد مطالعات خود را گسترش دهد تا ریشه‌های رشدی نخاع را شناسایی کند و بداند چگونه این دو بیماری عملکرد سلول‌های بخش خلفی مغز را مختل می‌کنند؛ این پژوهش با مشارکت محققان از «مؤسسه فناوری کالیفرنیا» و دانشگاه کالیفرنیا در سن‌فرانسیسکو انجام خواهد شد.
