大脑竟是两个独立器官？新研究颠覆传统认知

几十年来，科学界普遍认为人脑的所有部分都源自同一群祖细胞。但9月18日，斯坦福医学院主导的研究团队在《自然·神经科学》上刊发论文，提出人脑实际上是由两群彼此不重叠的祖细胞并行构建而成，从本质上说，大脑是两个各自独立演化的“器官”。这一成果为脊髓性肌萎缩症和渐冻症等脑干相关疾病的研究提供了新路径。

所谓两个“器官”，分别指前脑和后脑。前脑承担语言、意识以及抽象推理等高级思维功能。后脑位于颅骨后部，通常被称为脑干，主管呼吸、睡眠、心跳和饥饿感等基本生理活动，其神经元还控制面部、舌头和喉咙的肌肉，从而影响说话和吞咽能力。长期以来，研究者相信大脑各部分是同一发育起点的产物，但实验室始终无法培养出人后脑神经元，使得相关疾病研究缺少有效的模型。

该论文的通讯作者为斯坦福医学院发育生物学副教授骆凯尔，研究生卡罗琳·邓迪斯和拉扬·乔凯担任共同第一作者，加州理工学院和加州大学旧金山分校的研究人员也参与了此项工作。他们在小鼠胚胎中识别出两群脑祖细胞：一群表达Otx2基因，将发育为前脑和中脑；另一群表达Gbx2基因，专门形成后脑。这两群细胞从未出现重叠。通过分析染色质构型，他们发现未来的前脑中脑与未来的后脑之间存在本质性差异，这种差异决定了各自细胞的命运走向。

研究团队首次成功地将人类多能干细胞诱导分化为具有功能的后脑运动神经元。这些在实验室中培育的神经元展现出真正的后脑细胞特征，能够产生电活动，并合成特定节段的蛋白质。这一突破为研究脊髓性肌萎缩症和渐冻症等影响脑干的疾病创造了新的可能。在此之前，科学家无法从活体患者身上取得脑干组织进行研究，如今可以用培养皿中的后脑神经元来替代。

除此之外，研究团队还发现人类后脑内存在调控饥饿感的神经回路，减重药物司美格鲁肽正是通过这一机制发挥作用的。接下来，团队打算进一步探究脊髓的发育起源，以揭示SMA和ALS是如何损害后脑神经元功能的。

研究团队还追溯了5.5亿年的演化历程，发现同样的双起源模式也存在于鸡、斑马鱼乃至橡子蠕虫等生物中。这说明前后脑的分野在脊索动物起源之前就已出现，大约发生在5.5亿至6亿年前。这一发现表明，大脑可能是在进化过程中将两套已有的神经系统合并而成的结果。