Isang bagong pag-aaral na pinangunahan ng mga siyentipiko mula sa Stanford Medicine ang humahamon sa matagal nang paniniwala na iisang pinagmulan ang utak ng tao, matapos matuklasang ang harap at likod nito ay nagmumula sa dalawang magkaibang sinaunang nervous system na may magkahiwalay na developmental origins—isang tuklas na maaaring magbukas ng bagong paraan sa pag-aaral ng mga sakit na nakaaapekto sa brain stem, kabilang ang spinal muscular atrophy (SMA) at amyotrophic lateral sclerosis (ALS).
 |
| Stanford Medicine researchers have shown that the human brain is two distinct organs, a finding that creates opportunities for studying devastating diseases that affect one of those parts — the brain stem. Tryfonov/Adobe Stock |
Sa loob ng maraming siglo, itinuring ng mga siyentipiko ang utak bilang isang solong organo na nabuo mula sa iisang pinagmulan. Ngunit isang bagong pag-aaral na pinangunahan ng mga mananaliksik mula sa Stanford Medicine ang nagmumungkahing mas komplikado ang kuwento ng pinagmulan ng utak: ang tinatawag nating utak ay maaaring nabuo mula sa dalawang magkahiwalay na sinaunang nervous system na kalaunan ay nagsanib at umangkop upang gumana na halos parang iisang organo.
Ang bagong tuklas ay maaaring magbago sa matagal nang pananaw ng mga siyentipiko tungkol sa kung paano nabubuo ang utak ng tao at kung paano maaaring pag-aralan sa laboratoryo ang mga sakit na nakaaapekto sa brain stem.
Ayon sa pag-aaral, ang dalawang bahagi ng utak ay may magkaibang pinagmulan noong mga unang yugto ng embryonic development. Sa halip na ang buong utak ay nagmula sa iisang progenitor cell na kalaunan ay nahati sa iba't ibang bahagi, ipinakita ng mga mananaliksik na ang harap at likod ng utak ay nagsisimula mula sa magkaibang progenitor cells.
- Kakai Bautista, ipinagtanggol ang pagbebenta ng merchandise ng pamilya Baterbonia
- LEPT Examinees sa Tacloban, Nawalan Gamit Matapos Ipasurrender
- Palace Freezes Release of FOI Documents, Including SALNs, Amid Review of Transparency Rules
- High Power Rates in Leyte Prompt Public Appeal to Malacañang
- NAKAIDLIP MULI? Rep. Benny Abante, Muling Nakatulog Habang Impeachment Trial ni VP Sara Duterte
“We’ve shown for the first time that the front of the brain arises from a totally different progenitor cell than the back of the brain,” sinabi ni Kyle Loh, PhD, associate professor of developmental biology sa Stanford at senior author ng pag-aaral.
Ang resulta ay mahalaga dahil matagal nang ginagamit ng developmental biology ang konsepto na may iisang pangunahing pinagmulan ang iba't ibang bahagi ng utak. Sa bagong pag-aaral, lumilitaw na ang forebrain at midbrain ay sumusunod sa isang developmental pathway, habang ang hindbrain ay may sarili nitong landas na halos kasabay na umuunlad.
Ang forebrain ang bahagi ng utak na may malaking papel sa mga kumplikadong kakayahan ng tao gaya ng wika, kamalayan, abstract reasoning, matematika at iba pang uri ng mataas na antas ng pag-iisip. Samantala, ang hindbrain, na nasa likurang bahagi ng utak at konektado sa brain stem, ay may mahalagang tungkulin sa mga awtomatikong proseso na kinakailangan upang manatiling buhay ang tao.
Kabilang dito ang pagkontrol sa paghinga, tibok ng puso, pagtulog, gutom at iba pang pangunahing proseso ng katawan. Ang ilang neuron mula sa bahaging ito ay kumokontrol din sa mga kalamnan ng mukha, dila at lalamunan na mahalaga sa pagsasalita at paglunok.
Dahil dito, malaking usapin sa siyensya ang matagal nang problema sa paggawa ng human hindbrain neurons sa laboratoryo. Sa loob ng maraming taon, nahirapan ang mga researcher na makalikha ng mga selulang tunay na kumikilos tulad ng mga neuron na matatagpuan sa hindbrain.
Mahalaga ito sa pag-aaral ng mga sakit tulad ng spinal muscular atrophy o SMA at amyotrophic lateral sclerosis o ALS, na parehong maaaring makaapekto sa mga neuron na mahalaga sa pagkontrol ng mga kalamnan.
Sa SMA, maaaring unti-unting mawala ang paggana ng ilang motor neurons, habang sa ALS ay maaaring maapektuhan ang mga neuron sa iba't ibang bahagi ng nervous system. Kapag naapektuhan ang mga neuron na kumokontrol sa paglunok at paghinga, maaaring magkaroon ng malubhang komplikasyon ang pasyente.
Dito naging mahalaga ang bagong tuklas ng Stanford team.
Sinimulan ng mga researcher ang kanilang pagsusuri sa napakaagang yugto ng embryonic development na tinatawag na gastrulation—isang panahon kung kailan nagsisimulang magkaroon ng malinaw na hugis at organisasyon ang katawan ng embryo.
Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga developing mouse embryos, nakilala ng mga mananaliksik ang dalawang magkaibang brain progenitor cell populations.
Ang unang grupo ay may expression ng gene na Otx2 at nakatakdang bumuo sa forebrain at midbrain. Ang ikalawang grupo naman ay may expression ng Gbx2 at nakatuon sa pagbuo ng hindbrain.
Kapansin-pansin sa mga researcher na hindi nag-overlap ang dalawang population ng cells mula sa pinakamaagang yugto ng kanilang pag-unlad.
Para bang dalawang magkahiwalay na daan ang kanilang tinatahak—magkatabi ngunit may kani-kaniyang destinasyon.
Sinuri rin ng team ang chromatin, ang DNA packaging system na tumutulong sa isang cell na kontrolin kung aling mga gene ang maaaring gamitin at alin ang mananatiling hindi madaling ma-access.
Natuklasan nilang malaki ang pagkakaiba ng chromatin configuration ng anterior neural ectoderm, na magiging forebrain at midbrain, kumpara sa posterior neural ectoderm, na magiging hindbrain.
Ang pagkakaibang ito ay maaaring nagsisilbing biological mechanism na nagtatakda kung anong uri ng brain tissue ang maaaring mabuo mula sa bawat progenitor cell.
Ayon kay co-first author Rayyan Jokhai, maaaring ipaliwanag nito kung bakit hindi naging matagumpay ang ilang nakaraang pagtatangka na gumawa ng hindbrain neurons sa laboratoryo.
Sa halip na magsimula sa tamang hindbrain progenitor, maaaring sinubukan ng ilang pamamaraan na gawing hindbrain cells ang progenitors na nakalaan naman talaga para sa forebrain o midbrain.
Sa madaling salita, maaaring matagal nang sinusubukan ng mga siyentipiko na baguhin ang isang uri ng cell tungo sa isang destinasyong hindi na nito kayang tahakin dahil nakatakda na ang developmental identity nito sa napakaagang yugto.
Dahil sa bagong kaalamang ito, nagawa ng mga researcher na gumamit ng human pluripotent stem cells upang makalikha ng functional hindbrain motor neurons sa laboratoryo.
Ang pluripotent stem cells ay mga selulang may kakayahang maging iba't ibang uri ng cells sa katawan.
Sa eksperimento, ang mga nalikhang hindbrain neurons ay nagpakita ng mga katangiang inaasahan sa tunay na hindbrain cells. Nakagawa ang mga ito ng electrical activity na tinatawag na action potentials at nakagawa rin ng mga protinang nauugnay sa mga bahagi ng hindbrain na kumokontrol sa facial at swallowing muscles.
Mahalaga ang resultang ito dahil nagbibigay ito sa mga researcher ng bagong paraan upang pag-aralan ang mga neuron na dati ay mahirap likhain at siyasatin sa laboratoryo.
Hindi lamang developmental biology ang maaaring maapektuhan ng tuklas. Maaari rin itong magkaroon ng implikasyon sa pananaliksik tungkol sa SMA, ALS at iba pang sakit na nakaaapekto sa brain stem.
Isa sa malaking problema sa pag-aaral ng mga sakit na ito ay ang kawalan ng madaling access sa brain stem tissue mula sa buhay na pasyente. Sa pamamagitan ng laboratory-grown neurons, maaaring magkaroon ang mga scientist ng mas praktikal na modelo upang obserbahan kung paano nagsisimulang masira o mawalan ng normal na function ang mga selula.
Hindi nangangahulugan ang bagong pag-aaral na mayroon talagang dalawang magkahiwalay na utak ang bawat tao sa literal na kahulugan. Sa halip, ipinapakita nito na ang mga bahagi ng utak na ngayon ay gumagana bilang isang magkakaugnay na organo ay maaaring may magkaibang evolutionary at developmental origins.
Upang masuri kung gaano kalalim ang pinagmulan ng ganitong arrangement, sinundan ng mga researcher ang ebidensya sa mahigit 550 milyong taon ng evolutionary history.
Natagpuan nila ang katulad na pattern ng dalawang pinagmulan sa ilang hayop, kabilang ang mga manok at zebrafish. Mas kapansin-pansin, nakita rin ang katulad na developmental pattern sa acorn worms, maliliit na organismong nabubuhay sa sahig ng karagatan at may malayong evolutionary connection sa mga tao.
Maging ang jellyfish, na humiwalay sa evolutionary lineage ng mga tao daan-daang milyong taon na ang nakalilipas, ay may dalawang nervous systems na matatagpuan sa magkaibang bahagi ng katawan.
Para kay Loh, maaaring nagmula ang modernong utak sa pagsasama-sama ng dalawang mas sinaunang neural systems.
Sa pananaw na ito, hindi basta isang bagong sistema ang nabuo mula sa simula. Sa halip, maaaring pinagsama ng ebolusyon ang dalawang dati nang neural systems at inayos ang mga ito sa paraang naging bahagi ng isang mas kumplikadong nervous system.
Ang naturang proseso ay maaaring naging mahalagang bahagi ng evolutionary history na kalaunan ay humantong sa utak ng mga modernong hayop, kabilang ang tao.
Mayroon ding posibleng koneksyon ang bagong tuklas sa pananaliksik tungkol sa obesity at pagkontrol sa gana sa pagkain. Ang hindbrain ay naglalaman ng mga neural circuits na tumutulong sa pagkontrol ng hunger signals at iba pang proseso na may kaugnayan sa pagkain.
Mahalaga ito sa konteksto ng mga modernong gamot para sa pagbaba ng timbang tulad ng semaglutide, na nakaaapekto sa mga biological pathways na may kaugnayan sa gana at pagkain. Gayunman, ang bagong pag-aaral ay pangunahing nakatuon sa developmental origin ng brain regions at hindi nangangahulugang nakatuklas na ito ng bagong obesity treatment.
Sa susunod na yugto ng kanilang pananaliksik, nais ng Stanford team na mas maunawaan kung paano nabubuo ang spinal cord at kung paano partikular na naaapektuhan ng SMA at ALS ang mga neuron ng hindbrain.
Para kay Jokhai, ang pagkakaroon ng bagong laboratory model ay maaaring magbigay ng mas malinaw na paraan upang siyasatin ang mga mekanismo ng naturang mga sakit at makatulong sa pagbuo ng mga susunod na pag-aaral tungkol sa regenerative therapies.
Inaasahan din ng mga researcher na ang kanilang findings ay magbubukas ng panibagong interes sa developmental biology—isang larangan na tumitingin hindi lamang sa kung ano ang nagiging resulta ng isang cell, kundi pati na rin sa pinakaunang mga hakbang na nagtatakda kung ano ang maaari nitong maging.
Ang pag-aaral ay inilathala sa Nature Neuroscience noong Setyembre 18, 2026, sa pangunguna ng Stanford Medicine researchers na sina Loh, Jokhai at Carolyn “C” Dundes, kasama ang mga researcher mula sa California Institute of Technology at University of California, San Francisco.
Suportado ang pananaliksik ng iba't ibang institusyon at organisasyon, kabilang ang National Institutes of Health, National Science Foundation, California Institute for Regenerative Medicine, Spinal Muscular Atrophy Foundation at iba pang research centers at foundations.
Sa huli, maaaring hindi lamang nito binabago ang paraan ng pagtingin ng mga siyentipiko sa pinagmulan ng utak. Nagbibigay din ito ng bagong tanong tungkol sa isang organong matagal nang itinuturing na iisang buo: paano nga ba nagsama ang dalawang sinaunang sistema upang mabuo ang kumplikadong utak na ginagamit natin ngayon upang huminga, magsalita, mag-isip, lumikha ng sining at siyensya, at magtanong tungkol mismo sa ating pinagmulan?
Ang sagot sa tanong na iyon ay maaaring magsimula sa mga pinakaunang sandali ng pagbuo ng isang embryo—matagal bago pa magkaroon ng anyo ang utak na kilala natin ngayon.