Một nghiên cứu mới do các nhà khoa học tại Trường Y Stanford dẫn đầu cho thấy não người có thể không phát triển từ một nguồn duy nhất như quan niệm lâu nay. Thay vào đó, trong giai đoạn phôi thai, não dường như hình thành từ hai nhóm tế bào tiền thân riêng biệt xuất hiện song song.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Nature Neuroscience. Phát hiện này có thể giúp giới khoa học hiểu rõ hơn cách não bộ hình thành, đồng thời mở ra những hướng nghiên cứu mới đối với các bệnh thoái hóa thần kinh và rối loạn não.
Điều đáng chú ý là hai phần được các nhà khoa học đề cập không phải bán cầu não trái và não phải. Theo nghiên cứu, một nhóm tế bào phát triển thành não trước và não giữa, trong khi nhóm còn lại tạo thành não sau.
Não trước là phần lớn nhất của não người trưởng thành, đảm nhiệm nhiều chức năng phức tạp như tư duy, ngôn ngữ, cảm xúc, vận động và điều hòa nhiều hoạt động của cơ thể. Não giữa tham gia xử lý thị giác, cảm giác và một số phản xạ vận động.
Trong khi đó, não sau kiểm soát nhiều chức năng sống cơ bản, bao gồm hô hấp, nhịp tim, giấc ngủ, thăng bằng và vận động. Khu vực này gồm các cấu trúc như tiểu não, cầu não và hành tủy.
Não hình thành từ hai nguồn tế bào
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng tế bào gốc vạn năng của người kết hợp với các mô hình động vật để tìm hiểu não hình thành như thế nào trong những giai đoạn đầu của phôi thai.
Các nhà khoa học phát hiện rằng ngay từ giai đoạn rất sớm của quá trình phát triển phôi, hai nhóm tế bào tiền thân của não đã xuất hiện gần như cùng lúc và phát triển theo hai hướng riêng.
Tế bào tiền thân có khả năng phân chia và sau đó phát triển thành những loại tế bào chuyên biệt. Trong trường hợp này, một nhóm tạo nên não trước và não giữa, còn nhóm kia tạo thành não sau.
Các nhà nghiên cứu cho rằng kiểu phát triển này có thể đã xuất hiện từ khoảng 550-600 triệu năm trước. Cơ chế tương tự cũng được ghi nhận ở nhiều loài khác nhau, từ linh trưởng, chuột, gà, cá ngựa vằn đến một số động vật không xương sống.
Thách thức cách nhìn truyền thống về sự tiến hóa của não
Phát hiện mới cũng bổ sung bằng chứng chống lại quan niệm cũ cho rằng não người tiến hóa bằng cách lần lượt “chồng” những phần não mới lên các cấu trúc cổ hơn.
Quan niệm này từng được phổ biến qua mô hình “não ba phần” của nhà khoa học Paul MacLean vào thế kỷ 20. Theo mô hình đó, não gồm một phần cổ giống “não bò sát”, hệ viền của động vật có vú và lớp vỏ não mới chịu trách nhiệm cho những chức năng nhận thức cao hơn.
Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu trong những năm gần đây cho thấy quá trình tiến hóa của não phức tạp hơn rất nhiều.
Một nghiên cứu đăng trên Science năm 2022, chẳng hạn, phát hiện nhiều loại tế bào thần kinh tương đồng giữa động vật có vú và thằn lằn ở nhiều khu vực khác nhau của não. Điều này làm suy yếu quan niệm rằng một số vùng não đơn giản chỉ là những phần “cổ” được giữ nguyên trong quá trình tiến hóa.
Theo các nhà khoa học, phát hiện mới không có nghĩa não người trưởng thành gồm hai cơ quan hoàn toàn tách rời. Thay vào đó, nó cho thấy não có thể bắt nguồn từ hai hệ phát triển riêng biệt trong giai đoạn phôi thai, sau đó kết hợp thành một hệ thống thống nhất.
Hiểu rõ hơn quá trình này có thể giúp các nhà nghiên cứu tạo ra những mô hình não chính xác hơn trong phòng thí nghiệm, đặc biệt đối với các tế bào thần kinh thuộc não sau.
Về lâu dài, điều đó có thể hỗ trợ nghiên cứu các bệnh thoái hóa thần kinh và nhiều rối loạn liên quan đến não, cũng như giúp phát triển và thử nghiệm những phương pháp điều trị mới.
