脳は二つの独立した器官だった？スタンフォード大が発表した衝撃の新知見

脳の発生に関する定説を覆す新発見—二つの神経外胚葉前駆細胞

長らく科学界では、脳は単一の統一された器官であり、その発生も一つの共通の幹細胞から始まると考えられてきました。しかし、米スタンフォード大学の研究チームが2026年9月18日にNature Neuroscienceで発表した新たな研究結果は、この従来のモデルを根底から覆すものです（出典）。

今回の発見は、脳が「二つの異なる起源を持つ神経システムが巧みに統合されたもの」である可能性を示唆しています。

研究チームは、人間の脳が、心臓の拍動や呼吸といった原始的な生命維持機能を司る部分と、詩や数学、自己認識といった人間特有の高度な機能を司る部分という、二つの独立した古代の神経システムが融合したものだと指摘しています。これはかなり衝撃的なニュースです。これまで、脳はあくまで一つの器官として扱われてきたわけですから、根本的な見方が変わるかもしれません。

前脳と後脳、それぞれの異なる発生経路

今回の研究の最大の発見は、脳の「前部（前脳・中脳）」と「後部（後脳）」が、発生の初期段階において全く異なる前駆細胞から生じるということです。研究者たちは、マウスの胚発生を詳細に調査し、以下の二種類の脳前駆細胞を特定しました。

これらの二つの細胞集団は、発生の最も初期段階から互いに排他的であり、決して重なり合うことがないことが示されました。つまり、後脳は前脳・中脳を生成する経路から分岐するのではなく、全く別の並行した発生経路を辿るのです（出典）。

難病研究への新たな光—後脳神経細胞の培養が可能に

この発見が特に重要なのは、これまで実験室での培養が極めて困難だった後脳神経細胞の生成が可能になった点です。後脳は脳幹とも呼ばれ、呼吸や嚥下といった生命維持に不可欠な機能を制御しています。しかし、その重要性にもかかわらず、研究者はこれまで後脳ニューロンを試験管内で生成することに数十年間も苦労してきました。

このギャップは、脊髄性筋萎縮症（SMA）や筋萎縮性側索硬化症（ALS）といった後脳に影響を与える壊滅的な疾患の研究を妨げてきました。例えば、SMAは乳児の遺伝性死亡原因のトップであり、ALSは40〜70歳で診断されることが多い難病です。これらの疾患では、後脳ニューロンが徐々に機能しなくなり、嚥下や呼吸の能力が失われていきます（出典）。

「今回の発見により、私たちは初めて後脳、特に脳幹のニューロンを培養皿で育て、その機能を研究できるようになりました。」と研究を主導したカイル・ロー博士は述べています。

個人的には、この技術が進めば、パーキンソン病やアルツハイマー病といった他の神経変性疾患のモデル細胞作成にも応用できるのではないかと期待しています。AIによる創薬やシミュレーションと組み合わせれば、研究のスピードが格段に上がるのではないでしょうか。自分の個人プロダクトでも、細胞培養のデータ解析に機械学習を使っているので、こういう研究はぜひ注視していきたいところです。

なぜこれまで見過ごされてきたのか？

これまで、脳の発生が単一の前駆細胞から行われるというモデルが支配的だったのは、実験手法の限界や、そもそも脳が「一つのまとまった器官」という固定観念があったからかもしれません。今回の研究では、胚発生の極めて初期段階である「原腸形成期」という、体が初めて形作られる段階に注目したことがブレイクスルーにつながっています。この時期に、後脳が独自の発生パスを辿っていることを特定したのです。

研究チームは、細胞内のDNAのパッケージング、つまりクロマチンの状態も詳細に調べました。クロマチンは、どの遺伝子が簡単にアクセスできるか、どの遺伝子が手の届かないところに束ねられているかを細胞が決定する方法です。この分析によって、前脳・中脳と後脳を形成する前駆細胞の間で、クロマチンの状態に顕著な違いがあることが判明しました。

この二つの神経システムがどのようにして一体の器官として機能するようになったのかは、まだ不明な点が多いですが、進化の過程で別々に発達したものが、物理的に結合したという見方もできるでしょう（出典）。まるで異なるマイクロサービスが連携して一つのシステムを構成しているかのようで、エンジニア的には非常に興味深い構造です。