Článek
Když vám v hodině biologie ukazovali vývoj embrya, vypadalo to jednoduše. Na zádech zárodku se vytvoří nervová trubice, její přední konec se nafoukne jako balónek a z něj postupně vyroste mozek. Jeden základ, jeden orgán, jedna logická linka.
V posledních dnech se ale internetem prohnal titulek, který tenhle obrázek rozbíjí: lidský mozek jsou ve skutečnosti dva samostatné orgány. Jedni sdílejí zprávu s nadšením, jako by se v nás právě našel druhý mozek. Druzí kroutí hlavou, že jde o další vědecký clickbait.
Jak to tedy je? Tentokrát opravdu stojí za to přečíst si více než titulek.
Co vědci ze Stanfordu zjistili
Tým vývojového biologa Kylea Loha ze Stanford Medicine zveřejnil 18. září studii v prestižním časopise Nature Neuroscience. Sledoval, co se děje v myších embryích během gastrulace, tedy fáze, kdy se ze shluku buněk začíná rýsovat tělo a vznikají základní vrstvy, ze kterých později vyrostou všechny orgány.
Vědci tu našli dvě oddělené skupiny kmenových buněk, ze kterých mozek vzniká. Jedna dává vzniknout přednímu a střednímu mozku, druhá zadnímu mozku. První skupina má zapnutý gen Otx2, druhá gen Gbx2. A podstatné je, že se obě skupiny od začátku nepřekrývají.
Podle tiskové zprávy Stanford Medicine mají obě skupiny už v nejranějších fázích odlišně „zabalenou“ DNA. Chromatin, tedy způsob, jakým je dědičná informace v buňce složená, rozhoduje o tom, které geny jsou dostupné a které zůstanou zamčené. Každá skupina buněk tak má svůj osud napsaný dopředu.
Autoři to přirovnávají k cestujícím ve vlacích na dvou souběžných kolejích, které se nikdy neprotnou. Jeden vlak míří do předního mozku, druhý do zadního.
Poprvé jsme ukázali, že přední část mozku vzniká z úplně jiné výchozí buňky než zadní část.
Co je vlastně ten zadní mozek
Pod pojmem mozek si většina z nás představí zvrásněnou šedou kůru, tedy tu část, kterou přemýšlíme, plánujeme a trápíme se nad daňovým přiznáním. Ta patří k přednímu mozku.
Zadní mozek je nenápadnější, ale bez něj byste nepřežili ani minutu. Řídí dýchání, spánek, tlukot srdce i pocit hladu. Vycházejí z něj také nervy, které ovládají svaly obličeje a polykání.
Kdyby byl mozek firma, přední mozek by seděl v zasedačce a vymýšlel strategii. Zadní mozek by byl provozní oddělení, které se stará o topení, elektřinu a vodu. Nikdo ho nechválí, dokud něco nepřestane fungovat.
Studie tedy neříká, že máte dva mozky. Říká, že dvě hlavní části jednoho mozku mají od samého začátku odlišný původ, a že je proto možná přesnější dívat se na ně jako na dva orgány, které díky evoluci srostly dohromady.
Proč by evoluce lepila dva mozky k sobě
Tady se objev posouvá od embryologie k velké historii života. Vědci totiž stejný vzorec dvou oddělených základů našli u kuřat, dánií pruhovaných (malých akvarijních rybek) i u žaludovců. To jsou nenápadní mořští červi, jejichž linie se od té naší oddělila zhruba před 550 miliony let.
Když se nějaký vzorec udrží přes tak obrovskou propast času u tak odlišných tvorů, nejde o náhodu. Je to jeden ze základních stavebních principů živočišného těla.
Kyle Loh přidává ještě odvážnější úvahu. Upozorňuje, že medúzy, jejichž předkové se od našich oddělili před 600 až 700 miliony let, mají dvě nervové soustavy na opačných koncích těla. Podle něj evoluce možná vzala dva existující nervové systémy a jednoduše je posunula k sobě.
Zní to logicky, že? Jenže tady je potřeba zachovat chladnou hlavu. Tahle část je zatím hypotéza, nikoliv prokázaný fakt. Studie ukazuje dva oddělené základy u dnešních živočichů. To, že jde o pozůstatek dvou prastarých nervových soustav, je zajímavé vysvětlení, které ale bude potřebovat další důkazy.
Záleží na tom i mimo laboratoře?
Kdyby šlo jen o zajímavost do učebnic, objev by zůstal na okraji. Má ale velmi praktický dopad.
Vědci se už dlouho snažili vypěstovat v laboratoři nervové buňky zadního mozku, aby mohli studovat nemoci, které je ničí. Příliš se jim to nedařilo. Podle spoluautora studie Rayyana Jokhaie z pochopitelného důvodu: snažili se přeměnit na buňky zadního mozku kmenové buňky, které patřily přednímu mozku. A to podle nové studie nejde.
Jako byste se snažili z vlaku na jedné koleji přestoupit do vlaku na druhé koleji uprostřed jízdy. Nejprve musíte dojet na nádraží a teprve pak do správného vlaku nastoupit.
Přesně to Lohův tým udělal. Z lidských kmenových buněk vypěstoval funkční motorické neurony zadního mozku, které vysílaly elektrické signály a vyráběly bílkoviny typické pro oblasti ovládající svaly obličeje a polykání.
Jde o důležitý krok pro výzkum spinální svalové atrofie (SMA), která je podle vědců ze Stanfordu nejčastější genetickou příčinou úmrtí dětí do jednoho roku. Nemoc postupně vypíná neurony zadního mozku, dítě přestane polykat a nakonec i dýchat. Podobné potíže přináší amyotrofická laterální skleróza (ALS), kterou lékaři obvykle diagnostikují mezi 40. a 70. rokem.
A ještě jedna souvislost, kterou byste možná nečekali. Zadní mozek obsahuje obvody, které řídí hlad. Právě přes ně působí léky na hubnutí typu semaglutid. Buňky vypěstované ve zkumavce tak mohou pomoci pochopit i to, jak léky na hubnutí fungují.
Kde je potřeba brzdit nadšení
Nechci objev zlehčovat, je opravdu krásný. Pár věcí je ale fér říct nahlas.
Klíčová pozorování pocházejí z myších embryí. U lidí vědci pracovali s kmenovými buňkami v laboratoři, nikoliv s vyvíjejícími se lidskými embryi. Vzhledem k tomu, jak podobně se savci vyvíjejí, je přenos na člověka velmi pravděpodobný. Přímo ověřený ale zatím není.
Druhá věc je praktická. Od neuronů v Petriho misce k léčbě SMA nebo ALS vede ještě dlouhá cesta. Autoři sami chtějí nejdřív zjistit, odkud se vyvíjí mícha a jak přesně obě nemoci neurony zadního mozku poškozují.
Pro vás osobně se zítra ráno nic nezmění. Budete dýchat, polykat i přemýšlet stejně jako včera. Změní se ale pohled na to, jak vlastně fungujete.
Váš mozek není jednolitý blok, který vyrostl z jedné buňky jako strom ze semínka. Připomíná spíše starý dům, ke kterému kdysi přistavěli druhé křídlo, a obě části mezitím srostly tak dokonale, že už na první pohled nevidíte spáru.
Mimochodem, čím si lidský mozek vysloužil svou výjimečnost, jsem rozebíral v článku o tom, proč náš mozek ovládl planetu. Nová studie k tomu přidává kapitolu z doby, kdy o inteligenci ještě nebyla řeč.
A na celém objevu je nejsympatičtější jedna věc. Vědci roky zkoušeli něco, co nešlo. Stačilo se vrátit úplně na začátek a položit si otázku, jestli nevycházejí z chybného předpokladu. Věda nejvíce postupuje ve chvíli, kdy někdo zpochybní obrázek, který všichni léta přijímali jako samozřejmost.
P.S.
Díky, že jste dočetli až sem! Až zase někde uvidíte titulek, že máte v hlavě dva mozky, vzpomenete si možná na dva vlaky na souběžných kolejích a na to, že pravda bývá zajímavější než zkratka. Mě na vědě nejvíce baví okamžiky, kdy se učebnicový obrázek najednou ukáže jako nepřesný. Číst původní studie a oddělovat je od přehnaných titulků ale zabere čas. Jestli vás článek posunul, vaše podpora mi pomůže psát další texty, které vědu vysvětlují bez senzací a bez nudy. I malý příspěvek pomůže.
