研究发现成年大脑由两个来源独立的系统融合而成,后脑与前脑在胚胎早期便平行发育,这一发现为脑部疾病治疗带来新契机。

在传统认知中,“大脑”通常被视为一个浑然一体的连续器官。然而,成年人的大脑其实包含三个主要区域:前脑、中脑和后脑。其中前脑负责语言、意识和抽象推理等高阶思维;而位于颅骨后部、常被称为脑干的后脑,则掌控着维持生命的无意识基本功能,包括呼吸、睡眠、心率以及饥饿感,后脑神经元还直接控制着面部、舌头和咽喉的肌肉运动,影响着语言表达与吞咽功能。
来自斯坦福医学院的研究团队在探索胚胎发育初期的原肠胚形成阶段时,取得了突破性发现。研究人员 Jokhai 和 Dundes 通过观察发育中的小鼠胚胎发现,后脑的发育路线并非从前脑和中脑分支演化而来,而是沿着一条完全平行的独立路径展开。在胚胎极早期,存在两种互不重叠的神经祖细胞:表达 Otx2 基因的细胞注定发育为前脑和中脑,而表达 Gbx2 基因的细胞则专门用于构建后脑。进一步分析细胞内部的染色质结构发现,这两类前体细胞在 DNA 包装方式上有着根本差异,这种独特的染色质构象从一开始就锁定了各自的细胞命运,如同两条永不相交的平行轨道。
掌握这一发育机制后,研究团队首次在实验室中成功诱导人类多能干细胞,定向分化为具有完整功能的后脑运动神经元。这些实验室培育出的神经元展现出真实的电生理活性,能够产生动作电位,并表达出控制面部和吞咽肌肉的标志性蛋白。这一突破为研究脊髓性肌萎缩症(SMA)和肌萎缩侧索硬化症(ALS)等脑干疾病开辟了全新路径,由于此前无法从活体患者身上获取脑干组织,相关研究长期停滞不前。此外,这一机制还与减肥药物司美格鲁肽的运行原理紧密相关,因为后脑中恰好分布着调节饥饿感的重要神经回路。
追溯进化历史发现,这种“双起源”的大脑构建模式早在5.5亿年前就已经存在。从鸡、斑马鱼到生活在海底的橡子虫,都保留着相同的双起源结构;甚至在6亿到7亿年前与人类分化的水母体内,也能看到分布于身体两端的两套独立神经系统。研究人员 Loh 表示,进化过程是将两套既有的神经系统在空间上拼合在了一起,虽然将大脑作为一个整体器官可能效率更高,但人类至今仍沿用着这种将大脑分为两个独立部分构建的古老方式。
这项由加州理工学院和加州大学旧金山分校共同参与的研究,打破了大脑属于单器官的传统观念,不仅证实了看似一体的大脑实际上由两套几乎融合为一的神经系统组成,更为未来开发神经再生疗法和理解脑干病变奠定了坚实的基础。
原文:https://med.stanford.edu/news/all-news/2026/09/two-separate-brains.html