尽管现代医学进展显著，但大脑的某些深层机制仍迷雾重重。斯坦福大学医学院一项新研究颠覆了传统认知：人类大脑并非单一整体，而是由两个在数亿年进化中协同工作的独立功能器官组成。这一发现解释了为何实验室中特定脑细胞转化尝试屡屡受挫，并为神经系统疾病治疗提供了新方向。
打破“三区”迷思，重构大脑起源
长期以来，流行观点认为大脑由控制特定功能的三个主要区域构成。然而，斯坦福团队的研究显示，这种划分忽略了根本性的起源差异。事实上，构成人类大脑的两个部分起源于截然不同的干细胞类型：
- 后脑（Hindbrain）：负责心跳、呼吸、吞咽等基本生命体征。
- 中脑和前脑：管理高级思维、语言等复杂功能。
研究人员指出，后脑源自一种独特的干细胞谱系，与构成“高级”大脑部分（中脑和前脑）的干细胞类型完全不同。斯坦福研究员Kyle Loh表示，这一发现意味着科学家现在可以在培养皿中特异性地生长后脑神经元，从而更准确地研究其功能。
基因与染色质结构的“根本性”差异
生物学家此前在开发后脑神经元样本时面临巨大困难。研究揭示，这是因为两种脑区细胞在基因表达和染色质结构上存在本质区别：
一种干细胞表达Otx2基因，发育为大脑较高部分（中脑和前脑）的细胞；另一种则表达Gbx2基因，发育为后脑神经元。这两种细胞类型的DNA在细胞核内的包装方式——即染色质组织——截然不同。染色质结构决定了基因在细胞生命周期中的表达模式，进而锁定细胞的发育命运。研究称，表达Otx2和Gbx2的细胞拥有“根本性”不同的染色质结构。
此前，研究人员试图从自然倾向于分化为前脑和中脑的多能干细胞中诱导后脑细胞，这种努力本质上忽略了大脑进化拼图中的关键一块，因而注定徒劳。
进化保守性与疾病治疗新希望
这种“双器官”起源模式在进化上高度保守。研究发现，类似的二元结构也存在于鸡、斑马鱼和文昌鱼中。甚至在6亿至7亿年前与人类分道扬镳的水母身上，也能观察到身体两端拥有两个独立神经系统的现象。
随着对大脑两部分进化起源理解的深入，科学家有望更精准地研究并最终治疗脊髓性肌萎缩症（SMA）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等致残性神经系统疾病。这两种病症均严重影响后脑神经元功能，而这项新研究为开发针对性的再生疗法提供了关键线索。