Ein gemeinsames Organ muss nicht mit einem gemeinsamen Bauplan beginnen. Eine am 18. September in Nature Neuroscience veröffentlichte Studie stützt diese Vorstellung für das Gehirn: In Mäuseembryonen entstehen früh zwei getrennte Vorläufergruppen. Aus der einen entwickeln sich Vorder- und Mittelhirn, aus der anderen das Hinterhirn. Versuche mit menschlichen Stammzellen ergänzen den Befund. Gemeint sind unterschiedliche Entwicklungswege, keine zwei unabhängig denkenden Gehirne.
Die Frage dahinter ist einfach: Wann steht für eine Zelle fest, zu welchem Teil des Gehirns sie gehören wird? Wer Nervenzellen im Labor herstellen möchte, muss diesen Zeitpunkt kennen. Ein späteres Ziel lässt sich schwer erreichen, wenn die Zellen bereits einen anderen Weg eingeschlagen haben.
Die Weichen werden früh gestellt
Das Team um Rayyan Jokhai, Carolyn Dundes und Kyle Loh untersuchte die Herkunft der Zellgruppen und die Entwicklung menschlicher Stammzellen in Kultur. Dabei unterschieden sich auch die zugänglichen Bereiche ihres Erbguts. Man kann sich das wie zwei Bibliotheken mit denselben Büchern, aber unterschiedlich geöffneten Regalen vorstellen: Welche Abschnitte zugänglich sind, beeinflusst, welche Programme eine Zelle nutzen kann.
Die seit dem 3. Juli 2025 zugängliche Vorabfassung beschreibt, wie die Forschenden die Vorläufer in Zellkultur mit Signalen für jeweils andere Gehirnregionen konfrontierten. Die Zellen wechselten unter diesen Bedingungen nicht einfach die regionale Identität. Die neue Fachveröffentlichung baut somit auf einem bereits öffentlich vorgestellten Forschungsstand auf.
Die Vorabfassung nennt zugleich eine wichtige Grenze: Eine sehr kurze gemeinsame Vorläuferphase noch vor der beobachteten Aufteilung lässt sich damit nicht ausschließen. Auch die dauerhafte Festlegung innerhalb eines lebenden Embryos ist eine andere Prüfaufgabe als ein Wechselversuch in der Kulturschale.
Was sich damit im Labor gewinnen lässt
Der konkrete Ertrag sind menschliche Motorneuronen bestimmter Hinterhirnabschnitte, die zuvor schwer herzustellen waren. Solche Nervenzellen steuern Muskeln. Nach der Mitteilung von Stanford Medicine zeigten die erzeugten Zellen elektrische Aktivität. Das Team möchte solche Modelle unter anderem nutzen, um Erkrankungen besser zu untersuchen, bei denen Hinterhirn-Nervenzellen geschädigt werden. Eine Behandlung für Patienten ist daraus noch nicht entstanden.
Es wäre allerdings falsch, daraus die erste erfolgreiche Zucht von Hinterhirn-Nervenzellen überhaupt zu machen. Eine frühere Arbeit von Jianfeng Lu und Kollegen beschrieb bereits menschliche serotoninbildende Nervenzellen aus diesem Bereich. Der neue Fortschritt betrifft bestimmte Motorneuronen und den frühen Entwicklungsweg dorthin.
Stanford fasst die Entdeckung in seiner Überschrift als „zwei separate Organe“ zusammen. Der Originalabstract spricht vorsichtiger von einem zusammengesetzten Organ. Der Unterschied ist wesentlich: Die Studie untersucht die Herkunft seiner Bausteine. Wie viele eigenständige Organe oder Bewusstseine wir im Kopf hätten, beantwortet sie damit nicht.
Zum Titelbild: KI-generiertes Symbolbild zur Gehirnentwicklung; keine medizinische Aufnahme.
Quellen
- Jokhai, Dundes et al.: Two parallel neural ectoderm progenitors contribute to the developing brain, Nature Neuroscience, 18. September 2026. Originalabstract zugänglich; Haupttext zugangsbeschränkt.
- Dundes, Jokhai et al.: Two parallel lineage-committed progenitors contribute to the developing brain, bioRxiv-Vorabfassung, 3. Juli 2025.
- Stanford Medicine, Krista Conger: Human brain is two separate organs, Stanford Medicine-led research finds, 18. September 2026.
- Lu et al.: Generation of serotonin neurons from human pluripotent stem cells, Nature Biotechnology, Januar 2016; online 2015. Originalabstract geprüft.
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