ათწლეულების განმავლობაში ემბრიოლოგიასა და ნეირომეცნიერებაში გაბატონებული იყო შეხედულება, რომ ადამიანის თავის ტვინი ერთიანი წინამორბედი უჯრედიდან იღებდა სათავეს, საიდანაც ეტაპობრივად იტოტებოდა და ყალიბდებოდა ტვინის სხვადასხვა უბანი. სტენფორდის მედიცინის სკოლის მკვლევართა ახალმა ნაშრომმა, რომელიც ავტორიტეტულ სამეცნიერო ჟურნალ Nature Neuroscience-ში გამოქვეყნდა, ეს მოდელი შეცვალა. მეცნიერებმა აჩვენეს, რომ ტვინი სინამდვილეში კომპოზიტური ორგანოა, რომელიც ორი სრულიად განსხვავებული ემბრიონული უჯრედული ხაზის გაერთიანებით ყალიბდება.
ჩამოყალიბებული თავის ტვინი სამი ძირითადი ნაწილისგან შედგება: წინა, შუა და უკანა ტვინი. წინა ტვინი პასუხისმგებელია აზროვნებაზე, მეტყველებაზე, ცნობიერებასა და აბსტრაქტულ ლოგიკაზე. თავის ქალას უკანა ნაწილში განთავსებული უკანა ტვინი, რომელსაც ხშირად ტვინის ღეროს უწოდებენ, მართავს სიცოცხლისთვის აუცილებელ ავტომატურ ფუნქციებს: სუნთქვას, გულისცემას, ძილს, შიმშილის შეგრძნებას, ასევე ყლაპვისა და სახის კუნთებს.
ემბრიონის განვითარების ადრეულ ეტაპზე (გასტრულაციის დროს) ქსოვილების შესწავლისას მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ უკანა ტვინი ვითარდება სრულიად დამოუკიდებელი გზით, რომელიც პარალელურად მიმდინარეობს და არა წინა ტვინის უჯრედებიდან გამოყოფით. გამოვლინდა ორი მკაფიოდ გამიჯნული წინამორბედი უჯრედი. ერთ ჯგუფში აქტიურდება გენი Otx2, რომელიც წინა და შუა ტვინს აყალიბებს, ხოლო მეორეში გენი Gbx2, რომელიც უკანა ტვინის ჩამოყალიბებას განსაზღვრავს. უჯრედების ქრომატინის (დნმ-ის შეფუთვის) ანალიზმა აჩვენა, რომ მათი მოლეკულური პროგრამა თავიდანვე განსხვავებულია და ეს ორი უჯრედული პოპულაცია არასდროს ერწყმის ერთმანეთს.
ეს მიგნება ხსნის იმ სირთულეს, რომელსაც მეცნიერები ათწლეულების განმავლობაში აწყდებოდნენ ლაბორატორიაში. აქამდე მკვლევრები უშედეგოდ ცდილობდნენ წინა ტვინის წინამორბედი უჯრედები გარდაექმნათ ტვინის ღეროს უჯრედებად, რისი ბუნებრივი გენეტიკური უნარიც მათ უბრალოდ არ გააჩნდათ.
განვითარების სწორი მოლეკულური გზის დადგენის შემდეგ, სტენფორდის ჯგუფმა პირველად შეძლო ადამიანის პლურიპოტენტური ღეროვანი უჯრედებისგან უკანა ტვინის ფუნქციური მოტორული ნეირონების მიღება. გამოზრდილმა ნეირონებმა გამოავლინეს სრულფასოვანი ელექტრული აქტივობა და ის ცილები, რომლებიც ყლაპვისა და სახის კუნთების მაკონტროლებელ უბნებს ახასიათებს.
ცოცხალი პაციენტისგან ტვინის ღეროს ქსოვილის აღება გამოკვლევისთვის შეუძლებელია, რის გამოც ამ რეგიონზე მოქმედი დაავადებების შესწავლა უკიდურესად რთული იყო. ლაბორატორიაში გამოზრდილი ნეირონები ახალ შესაძლებლობას ქმნის ისეთი მძიმე პათოლოგიების გამოსაკვლევად, როგორიცაა სპინალური კუნთოვანი ატროფია (SMA), რომელიც ჩვილებში გენეტიკური სიკვდილიანობის ერთ-ერთი წამყვანი მიზეზია, და ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზი (ALS). ორივე მდგომარეობის დროს ზიანდება სწორედ ტვინის ღეროს ნეირონები, რაც ყლაპვისა და სუნთქვის მოშლას იწვევს.
გარდა ამისა, აღმოჩენა მეცნიერებს დაეხმარება შიმშილისა და ენერგეტიკული ბალანსის რეგულაციის უკეთ გაგებაში, რადგან მადის მაკონტროლებელი მნიშვნელოვანი ნერვული წრედები სწორედ უკანა ტვინში მდებარეობს. მკვლევრები გეგმავენ გააგრძელონ კვლევები ზურგის ტვინის წარმოშობის დასადგენად და იმ მიზეზების გასაშიფრად, თუ როგორ აზიანებს სხვადასხვა გენეტიკური მუტაცია უკანა ტვინის ნეირონებს.
