Американские нейробиологи установили, что мозг человека и других позвоночных сформировался в начале кембрийской эры в результате слияния двух независимых нервных систем. Одна контролировала внешнюю среду, другая внутреннюю.
Исследование проливает свет на одну из главных загадок биологии — происхождение центральной нервной системы. Группа ученых под руководством Кайла Ло из Института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины (США) пришла к выводу, что мозг возник около 550 миллионов лет назад в результате объединения двух самостоятельных нервных систем, которые развивались параллельно и выполняли разные задачи. Одна отвечала за поддержание жизнедеятельности, вторая — за высшую нервную деятельность.
В ходе экспериментов на зародышах мышей, а затем на культурах перепрограммированных человеческих стволовых клеток специалисты отслеживали активность генов и изменения в структуре ДНК. Выяснилось, что в мозге млекопитающих существуют два типа клеток-предшественников с принципиально разным рисунком активности. Так называемые Otx2-клетки дают начало переднему и среднему отделам мозга, а Gbx2-клетки формируют задний мозг и мозжечок. Эти «заготовки» нейронов не способны заменять друг друга, а траектории их развития расходятся с самых ранних стадий эмбриогенеза.
«Нам впервые удалось показать, что передний мозг формируется из совершенно другого класса заготовок нейронов, чем его задние отделы, — отмечают авторы работы. — Эволюция попросту взяла две уже существующие нервные системы и объединила их в одну упаковку. Это, вероятно, повышает эффективность работы мозга, однако на базовом уровне он все равно состоит из двух разнородных половин».