دراسة من ستانفورد: الدماغ البشري في الواقع عضوان منفصلان

سقوط نموذج راسخ لتطور الدماغ

على مدى قرون، وُصف الدماغ البشري بأنه عضو واحد موحّد — بنية واحدة لها نقطة أصل واحدة. لكن بحثاً بقيادة كلية الطب بجامعة ستانفورد يرى الآن أن هذا التوصيف خاطئ. ووفقاً للفريق، يمكن فهم الدماغ على نحو أدق باعتباره عضوين متميزين تطوّرا عبر مسارين منفصلين على مدى مئات الملايين من السنين قبل أن ينتهي بهما المطاف معبّأين معاً داخل الجمجمة. وقد نُشر العمل في دورية Nature Neuroscience المحكّمة.

وتقلب النتيجة نموذجاً شكّل علم الأحياء التطوري لعقود. فقد افترض الباحثون طويلاً أن خلية سلفية واحدة موجودة في مرحلة مبكرة جداً من الحياة الجنينية تُنتج الدماغ بأكمله، ما يعني أن كل منطقة تشترك في سلف تطوري مشترك. وبموجب النتائج الجديدة، لا يصح هذا الافتراض.

وكايل لوه، الحاصل على درجة الدكتوراه، أستاذ مشارك في علم الأحياء التطوري، هو المؤلف الرئيسي للدراسة. وقال إن الفريق أثبت للمرة الأولى أن مقدمة الدماغ ومؤخرته ينشآن من خلايا سلفية مختلفة تماماً. ويُشار إلى طالبَي الدراسات العليا كارولين دوندس ورايان جوكهاي بوصفهما المؤلفين الأولين المشاركين للورقة.

جهازان عصبيان يتقاسمان جمجمة واحدة

وصف الدماغ بأنه عضوان ليس مجرد مماحكة لفظية. فأحد المكوّنين جهاز عصبي قديم يُبقي الجسم يعمل دون تدخل واعٍ، بينما يدعم الآخر كل ما نربطه بكوننا بشراً على نحو مميز — كتابة الشعر، أو العمل في الرياضيات، أو التساؤل عن أصلنا في المقام الأول.

يُقسَّم دماغ البالغ تقليدياً إلى ثلاث مناطق واسعة، والانقسام الموصوف في الدراسة يتطابق عن كثب مع كيفية عمل تلك المناطق:

• الدماغ الأمامي: مقر التفكير عالي المستوى، بما في ذلك اللغة والوعي والاستدلال المجرد.
• الدماغ المتوسط: منطقة تقع بين الطرفين في التقسيم الثلاثي التقليدي.
• الدماغ الخلفي: يقع في مؤخرة الجمجمة ويُشار إليه عادة بجذع الدماغ، ويدير وظائف تلقائية ضرورية للبقاء.

النصف القديم

تنظّم دوائر الدماغ الخلفي التنفس والنوم، وتتحكم في نبضات القلب ودوافع الجوع. كما تتحكم في عضلات الوجه واللسان والحلق، وهي الآلية المعنية بالكلام. ولا يتطلب أي من ذلك تفكيراً متعمداً، وهذه هي النقطة بالتحديد: فهذا الجهاز يتولى وظائف يكون تركها للقرار الواعي كارثياً.

النصف البشري المميز

الدماغ الأمامي هو حيث تحدث الإدراك عالي الرتبة — اللغة والوعي والقدرة على الاستدلال المجرد. ووضع هذين الجهازين جنباً إلى جنب، بتاريخين تطوريين مختلفين ومهام متباينة جذرياً، هو جوهر الاكتشاف. فما كان الباحثون يعاملونه سابقاً كعضو واحد بمخطط واحد يتبيّن أنه اقتران بين بنية عصبية قديمة وأخرى حديثة.

لماذا رفضت خلايا دماغية معينة النمو في المختبر

قد يكون لأحد الألغاز العملية القديمة تفسير الآن. فقد أمضى العلماء عقوداً في محاولة استنبات فئات معينة من خلايا الدماغ وإبقائها حية وناضجة في أطباق المختبر، مع نجاح محدود. وإذا كان الدماغ الأمامي والدماغ الخلفي ينحدران من سلفين منفصلين، فإن وصفات الاستنبات المصممة حول أصل مشترك واحد كانت ستكون غير متوافقة منذ البداية — وهو سبب معقول لاستمرار تعثّر هذا المسعى.

ويشير الفهم الجديد أيضاً إلى سبيل للمضي قدماً. فقد أشار لوه إلى أنه يمكن الآن استنبات عصبونات الدماغ الخلفي في طبق بتري لدراسة وظائفها مباشرة، وهو أمر لم يتوقعه النموذج الأقدم.

مسارات جديدة لأمراض جذع الدماغ

تمتد الآثار إلى بعض أكثر الحالات تدميراً التي تصيب الجهاز العصبي، ولا سيما تلك المرتبطة بجذع الدماغ:

• ضمور العضلات الشوكي (SMA): حالة تصيب جذع الدماغ والعصبونات الحركية المشاركة في الحركة.
• التصلب الجانبي الضموري (ALS): المعروف أيضاً بمرض لو جيريغ، وهو اضطراب آخر مرتبط بجذع الدماغ وتتسم العلاجات الفعّالة له بالندرة.

وإتاحة استنبات عصبونات مشتقة من الدماغ الخلفي خارج الجسم تفتح الباب لمراقبة كيفية اختلال هذه الخلايا، بدلاً من استنتاج ذلك من نماذج الحيوانات أو الأنسجة بعد الوفاة. وبالنسبة لأمراض يكون فيها جذع الدماغ هدفاً رئيسياً، يمثل ذلك تحولاً ذا مغزى في ما يستطيع الباحثون مشاهدته فعلاً في الوقت الحقيقي.

ما الذي يغيّره الاكتشاف

ربما يكون الأثر الأكثر فورية هو الأثر المفاهيمي. فقد ارتكز جيل من الكتب الدراسية وبروتوكولات المختبرات والافتراضات التجريبية على فكرة أن خلية سلفية واحدة تبذر الدماغ بأكمله. وإذا كانت هذه الفرضية خاطئة، فإن الأسئلة حول كيفية تنسيق الجهازين — كيف يتواصل جهاز تنظيمي قديم وجهاز إدراكي أحدث، وكيف جُمعا عبر الزمن التطوري — تصبح أكثر مركزية بكثير في هذا المجال.

كما يعيد الاكتشاف صياغة طريقة تفكير العلماء في الهوية الخلوية. فخلايا مؤخرة الدماغ وخلايا مقدمته ليست مجرد تنويعات على موضوع واحد؛ بل تعود إلى نقاط انطلاق مختلفة. وقد يشكّل هذا التمييز طريقة مقاربة الباحثين لكل شيء من الدراسات التطورية إلى استراتيجيات التجديد.

الخلاصة

ما يوجد داخل الجمجمة البشرية ليس عضواً واحداً بل عضوان — جهاز بدائي يُبقي القلب ينبض والرئتين تعملان، وجهاز أحدث يُنتج الشعر والرياضيات والتأمل الذاتي. والدراسة، بقيادة كلية الطب بجامعة ستانفورد والمنشورة في Nature Neuroscience، تتحدى نموذجاً سائداً لتطور الدماغ وتمنح الباحثين مساراً جديداً لدراسة أمراض جذع الدماغ مثل SMA وALS.

وبالنسبة لمجال أمضى عقوداً في محاولة استنبات خلايا دماغية عنيدة في المختبر، قد يكون التفسير أبسط مما توقع أي أحد: كان العلماء يعملون انطلاقاً من مخطط خاطئ.

يستند هذا المقال إلى تقرير من Medical Xpress. اقرأ المقال الأصلي.