Учёные: Мозг управляет развитием эмбрионов

Исследователи из США обнаружили, что эмбрионы гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) нормально развивают мускулатуру и периферийную нервную систему только в присутствии функционирующего мозга. Кроме того, мозг же защищает эмбрионы от соединений, которые без него ведут к появлению уродств в развивающемся организме. Ранее считалось, что мозг оказывает влияние на развитие организма лишь на намного более поздних этапах его развития. Соответствующая статья опубликована в Nature Communications.

Чтобы определить влияние мозга на развитие эмбрионов этого вида лягушки, авторы работы удалили мозг у группы эмбрионов через 27, 5 часа после оплодотворения икринок, задолго до начала первых движений эмбриона. Оказалось, что после этого мышцы эмбрионов формируют более короткие и структурно упрощённые мышечные волокна. Периферические нервы начинали расти бессистемно, там, где в их наличии не было нужды. Всё это показывает, что именно мозг управляет развитием организма уже на столь раннем этапе — задолго до того, как сам мозг завершает своё формирование.

Параллельно целый ряд безвредных для эмбрионов с мозгами соединений стал оказывать мощное тератогенное воздействие на формирующиеся организмы. Иными словами, у развивающихся эмбрионов, которых лишили мозга, стали появляться уродства — закрученные в спираль спинной мозг и хвосты. Учёные попытались выяснить, насколько можно компенсировать эти отклонения с помощью скополамина, способного блокировать ацетилхолин. Скополамин применяется для компенсации отдельных проблем с нервной системой человека. Оказалось, что скополамин может избавить от большинства из упомянутых тератогенных эффектов.

Новое открытие впервые показывает столь необычное влияние мозга на развитие организма в целом, в том числе в местах, удалённых от собственно мозга. Механизм такого влияния — до окончания формирования нервной системы, способной эффективно связывать мозг и организм в целом, — пока не вполне ясен.