生後9.5日のマウス胚。脳の前部は青、後部は赤で、脊髄へと伸びている。私たちの脳は、何億年も前に一緒にまとめられた2つの古代神経系のハイブリッドである可能性がある。これは、ヒトおよび他のいくつかの種において、脳の前部と後部の領域が、以前考えられていたように同じ発生的起源を共有するのではなく、胚内の2つの異なる細胞型から発達するという発見に基づいている。

「私たちの研究は、進化が2つの既存の神経系を取り、それらを空間的に押し合わせたことを示唆している」とスタンフォード大学のKyle Lohは言う。Lohと同僚たちはマウス胚の発達の初期段階を研究し、その脳が2種類の初期前駆細胞から発達することを発見した。一方の型はOTX2と呼ばれる遺伝子を発現し、脳の前部に見られるニューロンになる。もう一方はGBX2と呼ばれる遺伝子を発現し、脳の後部のニューロンになる。

研究者たちは次に、培養皿でヒト細胞を用いた実験を行い、後脳のニューロンと前脳および中脳のニューロンも異なる前駆細胞から発達することを発見した。「私たちは、脳の前部が脳の後部とはまったく異なる前駆細胞から生じることを初めて示した」とLohは言う。これは、実験室でヒト後脳組織を培養することがなぜこれほど難しかったかを説明している。

この知識を武器に、チームは初めて培養皿で機能的なヒト後脳運動ニューロンを培養することに成功した。後脳は呼吸、睡眠、食事、心臓の鼓動など、生命維持に不可欠な基本的プロセスを調整するのに対し、前脳は高次思考の中心である。筋萎縮性側索硬化症（ALS）や脊髄性筋萎縮症などの疾患は、後脳に影響を及ぼすため、発話や嚥下の困難を引き起こす。培養皿でヒト後脳ニューロンを培養するのが容易になった今、ALSや脊髄性筋萎縮症の研究に役立ち、OzempicやWegovyのようなGLP-1薬がヒトでどのように作用するかの正確なメカニズムを調査できるようになるはずだとLohは言う。

研究者たちはまた、ニワトリ、ゼブラフィッシュ、ギボシムシの初期段階の胚を研究し、それらの神経系も同様に2つの異なる型の前駆細胞に由来することを発見した。これは、私たちが共有する二起源の脳システムが少なくとも5億5000万年前に生じたことを示唆している。しかし、私たちが約6億から7億年前に分岐したクラゲは、2つの別々の神経系を持っている。これらは、全体的な処理能力を向上させたため、私たちの遠い祖先において結合したのかもしれないとLohは言う。「物事がより近くにあると、より効率的なコミュニケーションが得られる」と彼は言う。私たちの脳が2つの別々の経路に沿って発達することも、複雑な思考の進化を促進したかもしれないとLohは言う。後脳が私たちを生かし続けるためのすべての基本的機能を担っている間、「進化は前脳をいじくり回し、間違いを犯し、記憶や創造性のようなすべての洗練されたものを生み出すことができた」と彼は言う。

主要エンティティ：企業：スタンフォード大学 | 人物：Kyle Loh | 場所：スタンフォード大学

FAQ：研究者たちは脳の発達について何を発見したか？

彼らは、脳の前部と後部の領域が胚内の2つの異なる細胞型から発達し、以前考えられていた同じ発生的起源ではないことを発見した。

FAQ Q：研究者たちは脳の発達について何を発見したか？

FAQ A：彼らは、脳の前部と後部の領域が胚内の2つの異なる細胞型から発達し、以前考えられていた同じ発生的起源ではないことを発見した。