Um embrião de camundongo com 9,5 dias. A parte frontal do cérebro é azul e a posterior é vermelha, estendendo-se até a medula espinhal. Nosso cérebro pode ser um híbrido de dois sistemas nervosos antigos empacotados juntos há centenas de milhões de anos. Isso se baseia na descoberta de que as regiões frontal e posterior do cérebro em pessoas e várias outras espécies se desenvolvem a partir de dois tipos celulares distintos nos embriões, em vez de compartilhar a mesma origem de desenvolvimento, como se pensava anteriormente.

"Nossa pesquisa sugere que a evolução pegou dois sistemas neurais existentes e os empurrou juntos espacialmente", diz Kyle Loh, da Universidade Stanford. Loh e seus colegas estudaram os estágios iniciais do desenvolvimento do embrião de camundongo e descobriram que seu cérebro se desenvolve a partir de dois tipos de células progenitoras precoces. Um tipo expressa um gene chamado OTX2 e se transforma nos neurônios encontrados na parte frontal do cérebro. O outro expressa um gene chamado GBX2 e se torna os neurônios na parte posterior do cérebro.

Os pesquisadores então realizaram experimentos usando células humanas em uma placa e descobriram que os neurônios do rombencéfalo e os do prosencéfalo e mesencéfalo também se desenvolvem a partir de células progenitoras diferentes. "Mostramos pela primeira vez que a parte frontal do cérebro surge de uma célula progenitora totalmente diferente da parte posterior do cérebro", diz Loh. Isso explica por que tem sido tão difícil cultivar tecido de rombencéfalo humano em laboratório.

Armada com esse conhecimento, a equipe conseguiu cultivar neurônios motores funcionais do rombencéfalo humano em uma placa pela primeira vez. O rombencéfalo coordena processos fundamentais de sustentação da vida, como respiração, sono, alimentação e batimento cardíaco, enquanto o prosencéfalo é o centro do pensamento de nível superior. Condições como esclerose lateral amiotrófica (ELA) e atrofia muscular espinhal causam dificuldades de fala e deglutição porque afetam o rombencéfalo. Agora que é mais fácil cultivar neurônios do rombencéfalo humano em uma placa, isso deve auxiliar a pesquisa de ELA e atrofia muscular espinhal, e nos permitir investigar os mecanismos precisos de como medicamentos GLP-1 como Ozempic e Wegovy funcionam em pessoas, diz Loh.

Os pesquisadores também estudaram embriões em estágio inicial de galinhas, peixes-zebra e vermes-de-bolota, e descobriram que seus sistemas nervosos também derivam de dois tipos diferentes de células progenitoras. Isso sugere que nosso sistema cerebral de dupla origem compartilhado surgiu há pelo menos 550 milhões de anos. Mas as águas-vivas, das quais nos separamos há cerca de 600 a 700 milhões de anos, têm dois sistemas nervosos separados. Estes podem ter se unido em nossos ancestrais distantes porque melhorava seu poder de processamento geral, diz Loh. "Você obtém uma comunicação mais eficiente quando as coisas estão mais próximas", diz ele. Ter nossos cérebros se desenvolvendo ao longo de dois caminhos separados também pode ter facilitado a evolução do pensamento complexo, diz Loh. Enquanto o rombencéfalo cuidava de todas as funções básicas para nos manter vivos, "a evolução podia brincar com o prosencéfalo, cometer erros e dar origem a todas as coisas sofisticadas como memória e criatividade", diz ele.

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