Je brein blijkt helemaal niet één orgaan te zijn: het bestaat uit twee oeroude systemen

In dit artikel:

Nieuw onderzoek laat zien dat het brein niet uit één ontwikkelingslijn voortkomt, maar uit twee afzonderlijke, zeer oude zenuwstelsels. Die ontstonden honderden miljoenen jaren geleden onafhankelijk van elkaar en werden in de evolutie samengevoegd.

Bij muizenembryo’s ontdekten onderzoekers twee populaties voorlopercellen die vanaf de vroegste embryonale ontwikkeling gescheiden blijven. Cellen met het gen Otx2 vormen de voor- en middenhersenen, die onder meer betrokken zijn bij taal, bewustzijn en abstract denken. Cellen met Gbx2 ontwikkelen zich tot de achterhersenen, waaronder de hersenstam. Die regelen automatische functies zoals ademhaling, hartslag, slaap en slikken.

Ook de manier waarop het DNA in beide celtypen is verpakt, verschilt al vroeg. Dat verklaart mogelijk waarom het lange tijd niet lukte om achterhersenneuronen in het laboratorium te kweken: onderzoekers probeerden waarschijnlijk cellen van de voor- of middenhersenen om te vormen tot een ander type. Met de nieuwe ontwikkelingskennis konden menselijke pluripotente stamcellen wel worden omgezet in functionele motorneuronen van de achterhersenen. Deze cellen vertoonden elektrische activiteit en maakten kenmerkende eiwitten aan.

De tweedeling blijkt bovendien terug te komen bij onder meer kippen, zebravissen en eikelwormen, en heeft daarmee een evolutionaire oorsprong van meer dan 500 miljoen jaar. De gekweekte neuronen kunnen onderzoek naar aandoeningen zoals ALS ondersteunen. Bij ALS vallen onder andere hersenstamneuronen uit, wat slikken en ademhalen bemoeilijkt. Omdat dit weefsel niet bij levende patiënten kan worden afgenomen, biedt het laboratoriummodel nieuwe mogelijkheden om de ziekte te bestuderen en behandelingen te ontwikkelen.