Долгое время в эмбриологии господствовало представление о том, что мозг позвоночных развивается из единой популяции стволовых клеток. Недавнее исследование, опубликованное в Nature Neuroscience, демонстрирует на прямых данных: для формирования органа необходимы по меньшей мере две независимые линии клеток-предшественников, и их базовая судьба задаётся на самых ранних стадиях развития. Это открытие вносит существенную коррекцию в понятие об общем начале формирования головного мозга.

Группа учёных под руководством Кайла Ло из Стэнфордского университета показала, что одна линия клеток отвечает за формирование заднего мозга, где сосредоточены базовые функции вроде сердцебиения и дыхания, тогда как вторая линия формирует средний и передний мозг, включая зоны, участвующие в планировании и рассуждении. Результаты основаны на анализе тканей эмбрионов у мышей, где после окрашивания флуоресцентным маркером различные участки и гены позволяли наблюдать миграцию клеток: красной пометкой отмечены клетки заднего мозга, тогда как передняя часть оказалась окрашена неравно или отсутствовала.

В экспериментах с человеческими стволовыми клетками исследователи воспроизвели два ранних типа мозговых предшественников и попытались управлять их развитием химическими сигналами. Один тип устойчиво переходил к образованию переднего и среднего мозга, тогда как его “партнёр” для заднего мозга не продвигался. Соавтор работы Кайл Ло отмечает, что эти данные указывают на то, что программа клеток заблокирована на уровне, который не позволяет переключаться между отделами.

Практическим итогом работы стало создание эффективного метода выращивания двигательных нейронов заднего мозга, отвечающих за глотание и вовлечённых в патологию БАС. В этой части исследования работа получила широкое признание, включая критическую реакцию со стороны учёных, которые не согласны с выводом о полной независимости двух популяций клеток.