شکل‌گیری مغز انسان؛ کشف دو نیروی پنهان در تعیین سرنوشت سلول‌های بنیادی

پژوهشگران به‌تازگی کشف کرده‌اند که فرآیند پیچیده شکل‌گیری مغز انسان تنها تابع برنامه‌های ژنتیکی نیست؛ بلکه عوامل محیطی و فیزیکی در تعیین سرنوشت سلول‌های بنیادی نقش تعیین‌کننده‌ای ایفا می‌کنند.

نقش حیاتی سلول‌های بنیادی در تکامل مغز

در جریان رشد جنین، سلول‌های خاصی به نام گلیاهای شعاعی مسئولیت اصلی تعیین نوع سلول‌های عصبی و ساختار قشر مغز را بر عهده دارند. این سلول‌ها که منشأ بسیاری از نورون‌ها و سلول‌های پشتیبان هستند، عامل اصلی گسترش قشر مغز در انسان محسوب می‌شوند.

درک دقیق رفتار این سلول‌ها می‌تواند دریچه‌ای جدید برای مطالعه اختلالات عصبی و سرطان‌های مغزی بگشاید، چرا که این سلول‌ها در مرکز بسیاری از بیماری‌های رشد قرار دارند.

متابولیسم؛ فراتر از یک تأمین‌کننده انرژی

مطالعات جدید منتشر شده در مجله Cell نشان می‌دهد که متابولیسم سلولی فراتر از تأمین مواد اولیه، مستقیماً بر تصمیم‌گیری سلول‌های بنیادی مغز اثر می‌گذارد. پژوهشگران با بررسی مسیر پنتوز فسفات دریافتند که:

• تغییر در میزان گلوکز، رفتار گلیاهای شعاعی را دگرگون می‌کند.
• اختلال در مسیرهای متابولیکی باعث تولید نورون‌های مهاری می‌شود.
• عوامل تغذیه‌ای مادر می‌تواند بر ساختار نهایی مغز جنین تأثیر بگذارد.

ارتباطات فیزیکی و پیام‌های تالاموس

تحقیقات دیگر در مجله Science بر جنبه‌ای متفاوت تمرکز دارد: ارتباط فیزیکی میان بخش‌های مختلف مغز. مشخص شده است که رشته‌های عصبی تالاموس پیش از شکل‌گیری اتصالات نهایی، با گلیاهای شعاعی تماس مستقیم برقرار می‌کنند.

"این تماس فیزیکی واقعی میان زوائد تالاموسی و سلول‌های بنیادی، نقطه‌ای از تعامل است که پیش‌تر شناسایی نشده بود و احتمالاً در جوندگان وجود ندارد."

این سیگنال‌های فیزیکی باعث می‌شوند سلول‌های بنیادی تعداد بیشتری از نورون‌های تحریکی را تولید کنند که برای عملکرد حافظه و زبان حیاتی هستند.

پیوند با اختلالات عصبی و ژنتیک

پژوهشگران این نقطه تماس جدید را به ژن NRXN1 مرتبط دانسته‌اند. از آنجایی که جهش در این ژن با اختلال طیف اوتیسم در ارتباط است، یافته‌های جدید نشان می‌دهد که چگونه اختلال در دریافت پیام‌های تالاموسی می‌تواند تعادل تولید سلول‌ها را بر هم زده و منجر به بیماری‌های عصبی شود.