మానవ మెదడు వాస్తవానికి రెండు వేర్వేరు అవయవాలు, స్టాన్ఫోర్డ్ అధ్యయనం వెల్లడి

మెదడు వికాసంపై దీర్ఘకాలంగా నిలిచిన నమూనా కుప్పకూలింది

శతాబ్దాలుగా మానవ మెదడును ఒకే ఏకీకృత అవయవంగా — ఒకే నిర్మాణం, ఒకే మూల బిందువుతో — వర్ణిస్తూ వచ్చారు. కానీ స్టాన్ఫోర్డ్ మెడిసిన్ నేతృత్వంలోని పరిశోధన ఈ దృక్పథం తప్పు అని ఇప్పుడు వాదిస్తోంది. బృందం ప్రకారం, మెదడును వందల మిలియన్ల సంవత్సరాల పాటు వేర్వేరు మార్గాల్లో పరిణామం చెంది, ఆ తర్వాత పుర్రెలో ఒకటిగా చేరిన రెండు భిన్న అవయవాలుగా అర్థం చేసుకోవడం మెరుగు. ఈ పరిశోధన పీర్-రివ్యూడ్ జర్నల్ నేచర్ న్యూరోసైన్స్లో ప్రచురితమైంది.

ఈ ఫలితం దశాబ్దాలుగా డెవలప్మెంటల్ బయాలజీని రూపొందించిన ఒక నమూనాను తిరగరాస్తుంది. పిండ దశలో చాలా ప్రారంభంలో ఉన్న ఒకే ప్రొజెనిటర్ కణం మొత్తం మెదడును ఉత్పత్తి చేస్తుందని — అంటే ప్రతి ప్రాంతం ఒకే వికాస పూర్వీకుడిని పంచుకుంటుందని — పరిశోధకులు చాలాకాలంగా భావించారు. కొత్త ఆవిష్కరణల ప్రకారం, ఆ ఊహ నిలబడదు.

డెవలప్మెంటల్ బయాలజీ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ కైల్ లోహ్, పీహెచ్డీ, ఈ అధ్యయనానికి సీనియర్ రచయిత. మెదడు ముందు భాగం, వెనుక భాగం పూర్తిగా భిన్నమైన ప్రొజెనిటర్ కణాల నుండి ఏర్పడతాయని తాము మొదటిసారి చూపించామని ఆయన చెప్పారు. గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులు కరోలిన్ డండెస్, రయ్యాన్ జోఖాయ్ ఈ పత్రానికి సహ-ప్రథమ రచయితలుగా గుర్తింపు పొందారు.

ఒకే పుర్రెలో రెండు నాడీ వ్యవస్థలు

మెదడును రెండు అవయవాలుగా పిలగడం కేవలం పదాల పోరు కాదు. ఒక భాగం స్పృహ లేని స్థితిలో శరీరాన్ని నడిపించే ప్రాచీన నాడీ వ్యవస్థ కాగా, మరో భాగం మనల్ని ప్రత్యేకంగా మానవులుగా నిర్వచించే ప్రతిదానికీ — కవిత్వం రాయడం, గణితం చేయడం, లేదా మనం ఎక్కడి నుండి వచ్చామని ఆలోచించడం — మద్దతు ఇస్తుంది.

పెద్దవాళ్ల మెదడును సాంప్రదాయకంగా మూడు విస్తృత ప్రాంతాలుగా విభజిస్తారు, మరియు అధ్యయనంలో వివరించిన విభజన ఆ ప్రాంతాలు ఎలా పనిచేస్తాయో దానికి దగ్గరగా సరిపోతుంది:

• ఫోర్బ్రెయిన్: భాష, స్పృహ మరియు అమూర్త తార్కికతతో సహా ఉన్నత స్థాయి ఆలోచనకు నిలయం.
• మిడ్బ్రెయిన్: సాంప్రదాయ మూడు భాగాల వర్ణనలో రెండు అంతాల మధ్య ఉండే ప్రాంతం.
• హైండ్బ్రెయిన్: పుర్రె వెనుక భాగంలో ఉండి, సాధారణంగా బ్రెయిన్ స్టెమ్ అని పిలువబడుతుంది; మనుగడకు అత్యవసరమైన స్వయంచాలక పనులను నిర్వహిస్తుంది.

ప్రాచీన సగం

హైండ్బ్రెయిన్ సర్క్యూట్రీ శ్వాస మరియు నిద్రను నియంత్రిస్తుంది, గుండె కొట్టుకోవడం మరియు ఆకలి కోరికలను నిర్వహిస్తుంది. ఇది ముఖం, నాలుక మరియు గొంతు కండరాలను కూడా నియంత్రిస్తుంది — మాట్లాడే యంత్రాంగం ఇదే. వీటిలో ఏదీ ఉద్దేశపూర్వక ఆలోచన అవసరం లేదు, అదే అసలు విషయం: స్పృహతో కూడిన నిర్ణయాలకు వదిలేస్తే విపత్కరంగా మారే పనులను ఈ వ్యవస్థ నిర్వహిస్తుంది.

ప్రత్యేకంగా మానవులకు చెందిన సగం

ఫోర్బ్రెయిన్లోనే ఉన్నత స్థాయి జ్ఞానం జరుగుతుంది — భాష, స్పృహ మరియు అమూర్త తార్కికత సామర్థ్యం. వేర్వేరు పరిణామ చరిత్రలు, పూర్తిగా భిన్నమైన పనులు కలిగిన ఈ రెండు వ్యవస్థలను పక్కపక్కన ఉంచడమే ఈ ఆవిష్కరణకు కేంద్రం. ఇంతకుముందు పరిశోధకులు ఒకే బ్లూప్రింట్తో ఒకే అవయవంగా భావించినది, ప్రాచీన మరియు నవీన నాడీ నిర్మాణాల జోడీగా తేలింది.

కొన్ని మెదడు కణాలు ప్రయోగశాలలో ఎందుకు పెరగలేదు

దీర్ఘకాలంగా ఉన్న ఒక ఆచరణాత్మక చిక్కుకు ఇప్పుడు వివరణ దొరకవచ్చు. కొన్ని రకాల మెదడు కణాలు ప్రయోగశాల డిష్లలో జీవించి పరిపక్వం చెందేలా చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు దశాబ్దాలుగా ప్రయత్నించారు, పరిమిత విజయమే లభించింది. ఫోర్బ్రెయిన్ మరియు హైండ్బ్రెయిన్ వేర్వేరు ప్రొజెనిటర్ల నుండి ఉద్భవిస్తే, ఒకే ఉమ్మడి మూలం ఆధారంగా రూపొందించిన కల్చర్ విధానాలు మొదటి నుండే సరిపోలకపోయి ఉండేవి — ఆ ప్రయత్నం పదేపదే ఆగిపోవడానికి ఇది సమంజసమైన కారణం.

కొత్త అవగాహన ముందుకు సాగే మార్గాన్ని కూడా చూపిస్తుంది. హైండ్బ్రెయిన్ న్యూరాన్లను ఇప్పుడు పెట్రీ డిష్లో పెంచి, వాటి పనులను నేరుగా అధ్యయనం చేయవచ్చని లోహ్ పేర్కొన్నారు — పాత నమూనా ఇది ఎన్నడూ ఊహించలేదు.

బ్రెయిన్ స్టెమ్ వ్యాధులకు కొత్త మార్గాలు

ఈ పరిణామాలు నాడీ వ్యవస్థను ప్రభావితం చేసే అత్యంత భయంకరమైన పరిస్థితులకు, ముఖ్యంగా బ్రెయిన్ స్టెమ్కు సంబంధించిన వాటికి, చేరుతాయి:

• స్పైనల్ మస్కులర్ అట్రోఫీ (SMA): బ్రెయిన్ స్టెమ్ మరియు కదలికలో పాల్గొనే మోటార్ న్యూరాన్లను ప్రభావితం చేసే పరిస్థితి.
• అమియోట్రోఫిక్ లేటరల్ స్క్లెరోసిస్ (ALS): లూ గెహ్రిగ్ వ్యాధి అని కూడా పిలువబడుతుంది; బ్రెయిన్ స్టెమ్కు సంబంధించిన మరో రుగ్మత, దీనికి ప్రభావవంతమైన చికిత్సలు చాలా తక్కువ.

హైండ్బ్రెయిన్ నుండి ఉద్భవించిన న్యూరాన్లను శరీరం బయట పెంచగలగడం, ఈ కణాలు ఎలా తప్పు దారి పడతాయో గమనించడానికి ద్వారం తెరుస్తుంది — జంతు నమూనాలు లేదా మరణానంతర కణజాలం నుండి ఊహించడం కాకుండా. బ్రెయిన్ స్టెమ్ ప్రధాన లక్ష్యంగా ఉన్న వ్యాధులకు, పరిశోధకులు నిజ సమయంలో ఏం జరుగుతుందో నేరుగా చూడగలగడం అర్థవంతమైన మార్పు.

ఈ ఆవిష్కరణ ఏమి మారుస్తుంది

బహుశా అత్యంత తక్షణ ప్రభావం భావనాత్మకమైనది. ఒకే ప్రొజెనిటర్ కణం మొత్తం మెదడుకు బీజం వేస్తుందనే భావనపై ఒక తరం పాఠ్యపుస్తకాలు, ప్రయోగశాల ప్రోటోకాల్లు మరియు ప్రయోగాత్మక ఊహలు ఆధారపడి ఉన్నాయి. ఆ ఆధారం తప్పైతే, ఆ రెండు వ్యవస్థలు ఎలా సమన్వయం చేసుకుంటాయి — ఒక ప్రాచీన నియంత్రణ నెట్వర్క్ మరియు కొత్త జ్ఞానాత్మక నెట్వర్క్ ఎలా సంభాషిస్తాయి, పరిణామ కాలంలో అవి ఎలా అమర్చబడ్డాయి — అనే ప్రశ్నలు రంగానికి మరింత కేంద్రంగా మారతాయి.

ఈ ఆవిష్కరణ కణ గుర్తింపు గురించి శాస్త్రవేత్తలు ఆలోచించే విధానాన్ని కూడా పునర్నిర్వచిస్తుంది. మెదడు వెనుక భాగం నుండి వచ్చే కణాలు, ముందు భాగం నుండి వచ్చే కణాలు కేవలం ఒకే ఇతివృత్తంపై భిన్నత్వాలు కావు; అవి వేర్వేరు ప్రారంభ బిందువులకు చెందుతాయి. ఈ భేదం వికాస అధ్యయనాల నుండి పునరుత్పత్తి వ్యూహాల వరకు పరిశోధకుల విధానాన్ని రూపొందించగలదు.

ముఖ్యాంశం

మానవ పుర్రెలో ఉన్నది ఒక అవయవం కాదు, రెండు — గుండె కొట్టుకోవడం, ఊపిరితిత్తులు పనిచేయడం కొనసాగించే ఆదిమ వ్యవస్థ, మరియు కవిత్వం, గణితం, స్వీయ పరిశీలనను ఉత్పత్తి చేసే మరింత నవీన వ్యవస్థ. స్టాన్ఫోర్డ్ మెడిసిన్ నేతృత్వంలోని, నేచర్ న్యూరోసైన్స్లో ప్రచురితమైన ఈ అధ్యయనం, మెదడు వికాసంపై ఉన్న ప్రబల నమూనాను సవాలు చేస్తుంది మరియు SMA, ALS వంటి బ్రెయిన్ స్టెమ్ వ్యాధులను అధ్యయనం చేయడానికి పరిశోధకులకు కొత్త మార్గాన్ని అందిస్తుంది.

ప్రయోగశాలలో మొండిగా మారిన మెదడు కణాలను పెంచడానికి దశాబ్దాలుగా కృషి చేసిన రంగానికి, వివరణ ఎవరూ ఊహించిన దానికంటే సరళంగా ఉండవచ్చు: శాస్త్రవేత్తలు తప్పు బ్లూప్రింట్తో పని చేస్తున్నారు.

ఈ వ్యాసం మెడికల్ ఎక్స్ప్రెస్ నివేదిక ఆధారంగా రూపొందింది. అసలు వ్యాసం చదవండి.