人間の脳は最初から「2系統」だった 前脳・中脳と後脳は別々の細胞から作られる
何が起きた？
米スタンフォード大学などの研究チームが、脳は発生の非常に早い段階から、前脳・中脳を作る系統と、後脳を作る系統の2つに分かれていることを示した。
研究成果は2026年9月18日、科学誌「Nature Neuroscience」に掲載された。
これまでは、脳全体を作る共通の「もとになる細胞」があり、そこから前脳、中脳、後脳へ枝分かれしていくという考え方が広く使われてきた。
ところがマウスの胚を追跡すると、体の基本構造が作られ始める非常に早い時期から、前脳・中脳になる細胞と、後脳になる細胞が別々の系統として並行して存在していた。
研究チームは人の多能性幹細胞でも同じ違いを調べ、前方の細胞は前脳・中脳へ、後方の細胞は後脳へ進む性質を持っていることを確認した。
簡単にいうと
これまでのイメージは、脳という「1本の木」が最初にあり、成長する途中で前脳、中脳、後脳という枝に分かれるようなものだった。
今回の研究が示したのは、最初から2本の木が並んで育ち、最終的に1つの脳として組み合わさっている可能性である。
前脳と中脳になる細胞では「OTX2」という遺伝子が働き、後脳になる細胞では「GBX2」という遺伝子が働いていた。
さらに、どの遺伝子を使いやすくしておくかを決めるDNAの収納状態も、2つの系統で異なっていた。
つまり、「今いる場所が違うだけ」ではなく、かなり早い段階から別々の進路を選んだ細胞だったということである。
なぜ今まで後脳の神経細胞を作りにくかった？
この発見は、脳の成り立ちを知るだけの話ではない。
研究者たちは長年、人の幹細胞からさまざまな種類の神経細胞を作ろうとしてきたが、後脳にある一部の神経細胞はうまく作るのが難しかった。
その理由の一つが、今回の研究で見えてきた。
従来は、まず一般的な「脳のもとになる細胞」を作り、そこへ後から信号を与えれば、前脳にも後脳にも変えられると考えられていた。
しかし、前脳・中脳になる系統と後脳になる系統が最初から別なら、すでに前脳側へ進み始めた細胞を、後から後脳へ変えようとしても難しい。
研究チームは発生の早い段階から後脳側の経路へ誘導することで、人の多能性幹細胞から、これまで作るのが難しかった特定の後脳の運動ニューロンを作ることに成功した。
作られた神経細胞は電気信号を発生させる能力も持っていた。
ALSやSMAの研究にどう役立つ？
この技術が注目される理由の一つが、ALS（筋萎縮性側索硬化症）やSMA（脊髄性筋萎縮症）の研究である。
これらの病気では、体の筋肉を動かす運動ニューロンが障害される。
なかでも顔や舌、のどなどを動かす神経が傷むと、話したり飲み込んだりすることが難しくなり、呼吸にも深刻な影響が出ることがある。
しかし、生きている患者から脳の奥にある神経組織を簡単に採取することはできない。
そこで患者由来の細胞などから実験室で同じ種類の神経細胞を作れれば、
「なぜこの細胞が壊れやすいのか」
「どの薬なら異常を抑えられるのか」
といった研究を進めやすくなる。
今回の成果はALSやSMAの治療法そのものを発見したわけではないが、病気を研究するための細胞モデルを作りやすくする可能性がある。
「人間の脳は2つの臓器」という意味ではない
Stanford Medicineは今回の発表に、「人間の脳は2つの別々の臓器」というかなり強い表現を使っている。
ただし、これを「頭の中に本当は脳が2個入っていた」という意味に受け取るのは正確ではない。
Nature Neuroscienceの論文では、研究者らは脳を「2つの異なる系統の前駆細胞から生じる複合的な臓器」とするモデルを提案している。
つまり今回分かったのは、完成した脳が2個に分かれているということではなく、脳が作られるルーツをたどると、少なくとも2つの異なる経路があるということである。
また「後脳」と「脳幹」も完全に同じ意味ではない。後脳には橋や延髄だけでなく小脳なども含まれるため、「前側の脳と脳幹が完全に別々だった」と単純化するのも避けた方がよい。
まだ「人間で完全に証明」されたわけではない
重要な注意点もある。
初期の細胞がどの脳領域へ成長するかを直接追跡する実験は主にマウスで行われ、人については多能性幹細胞を使った実験が中心である。
そのため、人間の胚の中でまったく同じ形で2系統が分かれていることを直接追跡したわけではない。
また、2つの系統に分かれるさらに前のごく短い時期に、脳全体を作れる共通の前駆細胞が存在する可能性も完全には否定されていない。
それでも、マウスの発生過程と人の幹細胞で得られた結果が一致し、さらにニワトリやゼブラフィッシュなどでも似た仕組みが見つかっている。
研究チームは、この2系統の仕組みが5億年以上前までさかのぼる非常に古い発生システムである可能性も指摘している。
今回の発見の面白さは、「人間には脳が2個あった」ということではない。
私たちが1つだと思っている脳が、実は発生の最初期から異なる2つのルートを使って組み立てられている可能性が見えてきたことにある。
