Phát hiện bất ngờ: Não bộ có thể hình thành từ hai nhóm tế bào riêng biệt

Các phần của não bộ phát triển từ các nguồn khác nhau - Ảnh: AI/SCIENCEDAILY.COM

Nghiên cứu tập trung vào giai đoạn đầu phát triển phôi chuột, khi các tế bào bắt đầu tổ chức thành những cấu trúc hình thành các cơ quan.

Nhóm nghiên cứu xác định hai quần thể tế bào chưa trưởng thành có nguồn gốc phát triển khác nhau.

Nhóm thứ nhất biểu hiện gene Otx2, đóng vai trò định hướng sự phát triển ban đầu của não trước và não giữa. Nhóm thứ hai biểu hiện gene Gbx2, liên quan đến sự hình thành não giữa và não sau.

Hai nhóm tế bào tiếp tục duy trì sự khác biệt khi phát triển thành mô thần kinh. Phân tích chromatin, cấu trúc phân tử đóng gói DNA và điều hòa hoạt động của gene, cũng cho thấy mỗi nhóm có cấu hình riêng, củng cố giả thuyết chúng đi theo hai con đường phát triển độc lập.

Giúp tạo tế bào thần kinh khó nuôi cấy

Não bộ gồm ba vùng chính là não trước, não giữa và não sau, đảm nhiệm những chức năng khác nhau. Trong đó, não sau chứa các cấu trúc tham gia điều phối vận động và điều hòa những chức năng thiết yếu như hô hấp, giấc ngủ, nhịp tim.

Trước đây, giới khoa học gặp nhiều khó khăn khi tạo tế bào thần kinh chức năng của não sau trong phòng thí nghiệm.

Theo nhóm nghiên cứu, nguyên nhân có thể là các phương pháp trước đó cố chuyển những tế bào tiền thân của não trước và não giữa thành tế bào não sau dù chúng đi theo những con đường phát triển khác nhau.

Dựa trên phát hiện mới, nhóm đã hướng dẫn tế bào gốc người phát triển thành tế bào thần kinh vận động của não sau. Những tế bào này tạo ra các protein đặc trưng của những vùng kiểm soát cơ mặt và hoạt động nuốt.

Thành tựu này có thể giúp nghiên cứu các bệnh khiến tế bào thần kinh vận động thoái hóa, như xơ cứng teo cơ một bên ALS và teo cơ tủy sống, theo trang LiveScience ngày 19/10.

Người mắc bệnh có thể dần mất khả năng nói, nuốt và tự thở. Việc tạo được các tế bào tương tự trong phòng thí nghiệm giúp giới khoa học theo dõi quá trình bệnh tác động lên chúng và tìm kiếm phương pháp điều trị mới.

Phôi chuột 9,5 ngày tuổi với não trước và một phần não giữa (màu xanh) biểu hiện gene Otx2 trong khi não sau và phần còn lại của não giữa (màu đỏ) biểu hiện gene Gbx2 - Ảnh: STANFORD MEDICINE

Giả thuyết về lịch sử tiến hóa của não

Khi khảo sát dữ liệu ở khỉ, cá ngựa vằn, gà và giun sồi biển, nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy những nhóm tế bào mang đặc điểm tương tự.

Điều này cho thấy sự phân chia con đường phát triển của não bộ có thể đã xuất hiện từ rất sớm trong lịch sử tiến hóa.

Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết hai nhóm tế bào có thể phản ánh dấu vết của hai hệ thần kinh từng tồn tại riêng biệt, sau đó kết hợp trong quá trình tiến hóa để tạo nên não bộ thống nhất.

Tuy nhiên, nghiên cứu chưa xác định được thời điểm hai con đường phát triển xuất hiện hay cách chúng kết hợp. Giả thuyết về hai hệ thần kinh cổ xưa vẫn cần được kiểm chứng bằng những nghiên cứu tiếp theo.

Nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Neuroscience.

Theo Báo Tuổi Trẻ