Çığır açan keşif! İnsan beyninin aslında iki ayrı sistemden oluştuğu ortaya çıktı!

Çığır açıcı yeni bir araştırmada, insan beyninin tek bir organ yerine birbirinden bağımsız şekilde evrimleşen ve daha sonra birleşen iki ayrı sistemin birleşiminden oluştuğu belirlendi.

Stanford Üniversitesi'nden bilim insanları, uzun süredir yanıtı aranan bir laboratuvar sorununu araştırırken bu sonuca ulaştı. Beynin arka bölümüne ait hücrelerin petri kabında yetiştirilmesinin neredeyse imkansız olmasına karşın ön bölüme ait hücrelerin kolaylıkla üretilebilmesinin nedenini araştıran ekip, beynin gelişiminin ilk aşamalarına odaklandı.

Araştırmacılar, beynin ön ve arka bölümlerinin birbirinden tamamen farklı öncül hücrelerden geliştiğini tespit etti. Daha önce ise beynin tamamının tek bir ana öncül hücreden meydana geldiği düşünülüyordu.

İKİ FARKLI HÜCRE GRUBU TESPİT EDİLDİ

Ekip, embriyonik gelişimin kritik aşamalarından biri olan gastrulasyon sırasında iki ayrı hücre grubu belirledi. Bu aşamada basit bir hücre kümesi gerçek vücut yapılarına dönüşmeye başlıyor.

Söz konusu hücre gruplarından birinin yalnızca beynin ön bölümünü, diğerinin ise sadece arka bölümünü oluşturacak şekilde programlandığı görüldü. Yapılan daha ileri incelemelerde, iki hücre grubundaki genetik talimatların da farklı biçimlerde organize edildiği ve birbirleriyle kesişmeyen ayrı gelişim yollarına yöneldikleri ortaya çıktı.

Stanford Üniversitesi'nde gelişim biyolojisi alanında çalışan Doç. Dr. Kyle Loh, bu durumla ilgili, “Beynin tek bir organ olması muhtemelen daha verimli olurdu ancak beyni iki ayrı parça halinde üreten bu kadim yönteme bağımlıyız.” ifadelerini kullandı.

Araştırmacılar, bu iki sistemin uzak evrimsel geçmişte ilkel hayvanlarda birbirinden ayrı fiziksel konumlarda bulunmuş olabileceğini düşünüyor. Bu durumun, denizanasının vücudunun farklı bölgelerinde ayrı sinir ağlarına sahip olmasıyla benzerlik taşıdığı değerlendiriliyor.

BEYNİN BÖLÜMLERİ FARKLI GÖREVLER ÜSTLENİYOR

Kafatasının tabanında bulunan arka beyin, vücudun otomatik kontrol merkezi olarak görev yapıyor. Bu bölüm; kalp atış hızı, solunum ve uyku döngüleri gibi hayati işlevlerin yönetilmesinde rol oynuyor.

Orta beyin ve ön beyin ise dil, mantık ve soyut muhakeme gibi üst düzey düşünme süreçlerini gerçekleştiriyor. Farklı kökenlerden gelişmelerine rağmen bu iki sistem günlük görevlerin yerine getirilmesi sırasında birbiriyle uyumlu şekilde çalışıyor.

Araştırmacıların, insanlarla uzak bir ortak atayı paylaşan Enteropneusta adlı deniz canlılarında da benzer ikili sistem yapısını tespit etmesi, bu iki parçalı tasarımın en az 500 milyon yıl öncesine uzandığına işaret ediyor.

ALS VE SMA ARAŞTIRMALARINDA YENİ BİR DÖNEM

Nature Neuroscience dergisinde yayımlanan araştırmanın tıp alanındaki çalışmalar açısından da önemli sonuçlar doğurabileceği belirtiliyor.

Beynin arka bölümündeki hücrelerin kendine özgü oluşum sürecini ortaya çıkaran ekip, elde ettiği bilgiler sayesinde laboratuvar ortamında ilk kez insan kök hücrelerini işlevsel arka beyin motor nöronlarına dönüştürmeyi başardı.

Bu özel sinir hücrelerinin üretilebilmesi, özellikle arka beyindeki motor nöronları hedef alarak yok eden amyotrofik lateral skleroz (ALS) ve spinal musküler atrofi (SMA) gibi ölümcül nörodejeneratif hastalıklarla ilgili araştırmaların hızlandırılmasına katkı sağlayabilir.

Araştırmacı Jokhai, “Petri kabında kök hücrelerden çok sayıda insan arka beyin motor nöronu yaratabilmemiz, bu hastalıkların modellenmesinde yeni bir yaklaşım sunuyor” dedi.

Araştırmacılar, bu gelişmenin ilerleyen dönemde nörodejeneratif hastalıklardan etkilenen kişiler için rejeneratif tedavilerin geliştirilmesine katkı sağlamasını umuyor.