9.5 दिन पुराना चूहे का भ्रूण। मस्तिष्क का अगला भाग नीला है और पिछला भाग लाल है, जो रीढ़ की हड्डी तक फैला हुआ है। हमारा मस्तिष्क करोड़ों वर्ष पहले एक साथ पैक किए गए दो प्राचीन तंत्रिका तंत्रों का संकर हो सकता है। यह इस खोज पर आधारित है कि मनुष्यों और कई अन्य प्रजातियों में मस्तिष्क के आगे और पीछे के क्षेत्र भ्रूण में दो भिन्न कोशिका प्रकारों से विकसित होते हैं, न कि पहले माने गए समान विकासात्मक मूल से साझा करते हुए।

"हमारा शोध बताता है कि विकास ने दो मौजूदा तंत्रिका तंत्रों को लिया और उन्हें स्थानिक रूप से एक साथ धकेल दिया," स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के Kyle Loh कहते हैं। Loh और उनके सहयोगियों ने चूहे के भ्रूण के विकास के प्रारंभिक चरणों का अध्ययन किया और पाया कि इसका मस्तिष्क दो प्रकार की प्रारंभिक पूर्वज कोशिकाओं से विकसित होता है। एक प्रकार OTX2 नामक जीन व्यक्त करता है और मस्तिष्क के अगले हिस्से में पाए जाने वाले न्यूरॉन्स में बदल जाता है। दूसरा GBX2 नामक जीन व्यक्त करता है और मस्तिष्क के पिछले हिस्से के न्यूरॉन्स बन जाता है।

शोधकर्ताओं ने फिर एक प्लेट में मानव कोशिकाओं का उपयोग करके प्रयोग किए और पाया कि हिंडब्रेन के न्यूरॉन्स और फोरब्रेन तथा मिडब्रेन के न्यूरॉन्स भी भिन्न पूर्वज कोशिकाओं से विकसित होते हैं। "हमने पहली बार दिखाया है कि मस्तिष्क का अगला भाग मस्तिष्क के पिछले हिस्से की तुलना में पूरी तरह से भिन्न पूर्वज कोशिका से उत्पन्न होता है," Loh कहते हैं। यह बताता है कि प्रयोगशाला में मानव हिंडब्रेन ऊतक उगाना इतना कठिन क्यों रहा है।

इस ज्ञान से लैस होकर, टीम पहली बार एक प्लेट में कार्यात्मक मानव हिंडब्रेन मोटर न्यूरॉन्स उगाने में सफल रही। हिंडब्रेन सांस लेने, सोने, खाने और दिल की धड़कन जैसी जीवन-रक्षक बुनियादी प्रक्रियाओं का समन्वय करता है, जबकि फोरब्रेन उच्च-स्तरीय विचार का केंद्र है। एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (ALS) और स्पाइनल मस्कुलर एट्रोफी जैसी स्थितियाँ बोलने और निगलने में कठिनाई पैदा करती हैं क्योंकि वे हिंडब्रेन को प्रभावित करती हैं। अब जब एक प्लेट में मानव हिंडब्रेन न्यूरॉन्स उगाना आसान हो गया है, तो इससे ALS और स्पाइनल मस्कुलर एट्रोफी शोध में मदद मिलनी चाहिए, और हमें यह जांचने की अनुमति मिलनी चाहिए कि Ozempic और Wegovy जैसी GLP-1 दवाएँ लोगों में कैसे काम करती हैं, Loh कहते हैं।

शोधकर्ताओं ने मुर्गियों, ज़ेब्राफिश और एकॉर्न वर्म्स के प्रारंभिक चरण के भ्रूणों का भी अध्ययन किया और पाया कि उनके तंत्रिका तंत्र भी समान रूप से दो भिन्न प्रकार की पूर्वज कोशिकाओं से व्युत्पन्न होते हैं। यह बताता है कि हमारा साझा दो-मूल मस्तिष्क तंत्र कम से कम 550 मिलियन वर्ष पहले उत्पन्न हुआ था। लेकिन जेलीफ़िश, जिनसे हम लगभग 600 से 700 मिलियन वर्ष पहले अलग हुए थे, के दो अलग तंत्रिका तंत्र हैं। Loh कहते हैं कि ये हमारे दूर के पूर्वजों में जुड़ गए होंगे क्योंकि इससे उनकी समग्र प्रसंस्करण शक्ति में सुधार हुआ। "जब चीजें करीब होती हैं तो अधिक कुशल संचार मिलता है," वे कहते हैं। Loh कहते हैं कि हमारे मस्तिष्क का दो अलग मार्गों पर विकसित होना भी जटिल विचार के विकास को सुविधाजनक बना सकता है। जबकि हिंडब्रेन हमें जीवित रखने के सभी बुनियादी कार्यों का ध्यान रख रहा था, "विकास फोरब्रेन के साथ खेल सकता था, गलतियाँ कर सकता था और स्मृति और रचनात्मकता जैसी सभी शानदार चीजों को जन्म दे सकता था", वे कहते हैं।

मुख्य संस्थाएँ: कंपनियाँ: स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय | लोग: Kyle Loh | स्थान: स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय