人類大腦不是單一器官?史丹福新研究揭露隱藏雙重結構

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藍莓卷

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向來被視為單一整體的人類大腦,其實暗藏驚人結構秘密!

美國史丹福大學團隊透過最新研究證實,人類大腦並非單一發育而成的器官,而是由兩套完全獨立、發育路徑互不重疊的神經系統構成。

這項顛覆過往認知的成果,不僅解開大腦發育的長年謎題,更為漸凍癥等疑難腦疾病的治療研究,開啟全新突破口,相關研究已刊登於權威期刊《自然》。

美國史丹福大學研究證實,人類大腦由兩套獨立發育的神經系統構成,由Otx2、Gbx2兩種基因細胞分別成型。團隊成功培育後腦神經元,為漸凍癥等腦幹疾病研究帶來全新方向。(示意圖來源:pixabay)

過去醫學界普遍認為,大腦所有區域皆源自同一組始祖細胞,逐步分化發育成型。

但這次研究透過觀察小鼠胚胎早期發育過程,推翻了這一經典理論。

研究團隊發現,人類大腦的發育體系分為兩大陣營,兩者在胚胎發育初期就徹底分流,獨立生長、互不幹涉。

第一套系統由表現Otx2基因的前驅細胞發展而來,最終形成前腦與中腦。

這部分掌管人類高階核心能力,包含語言表達、自我意識、邏輯推理,同時掌控視聽感知、肢體動作、疼痛反應與身體警覺性,是日常思考、行動的核心中樞。

第二套系統則由表現Gbx2基因的細胞發育成型,專門生成後腦也就是腦幹區域。

不同於負責思考感知的腦區,後腦掌控人類維繫生命的基礎機能,呼吸、心跳、吞嚥、消化等必備生理運作,以及基礎肢體協調,全都由這套獨立神經系統負責。

兩類關鍵細胞從發育初始就完全分離,沒有任何重疊交集。

這一發現也解開了科學界多年的技術難題:過去始終無法在實驗室培育出穩定的後腦神經元。

究其原因,正是過去研究人員誤以為大腦細胞同源,一直用前腦、中腦前驅細胞嘗試培育後腦細胞,方向根本出現偏差,自然無法成功。

依托全新理論,史丹福團隊首度在實驗室培育出具備完整功能的後腦運動神經元,完美還原真實後腦細胞的核心特徵。

這項突破,能為肌萎縮性脊髓側索硬化癥(ALS,漸凍人癥)、脊髓性肌肉萎縮癥(SMA)等腦幹相關疑難病癥,搭建全新的研究模型。

此外該雙系統發育模式,已有超過5.5億年演化歷史,在斑馬魚、水母等多物種中皆有發現,具備普遍生物演化意義。 

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