一个长期被接受的模型
大脑通常被视为从一群最初的细胞发育而来。1952年，荷兰科学家 Pieter Nieuwkoop 提出，整个大脑来自一个共同来源。这一观点后来成为领域主流。但新研究提出不同故事。
两群细胞，各建各的区域
斯坦福大学 Kyle M. Loh 团队在《Nature Neuroscience》发表研究。他们想弄清：最早的脑细胞是否已经限定命运？团队同时观察小鼠胚胎和人类干细胞。
首先，在小鼠胚胎原肠胚形成即将结束时，研究者用遗传谱系追踪给一群表达 Gbx2 的早期神经细胞贴上荧光标签，追踪它们及后代直到出生前。结果：这些细胞几乎只出现在发育中的后脑，前脑和中脑基本没有。这说明在活体胚胎中，这群细胞早已走上形成后脑的专一路线。
把细胞放进培养皿，它们仍“不改行”
为验证能否改变命运，团队用人类多能干细胞做实验。多能干细胞是能发育成多种组织的早期细胞。通过不同化学信号组合，他们在两天内把干细胞诱导成两种早期脑组织：一种类似前脑和中脑（前部神经外胚层），另一种类似后脑（后部神经外胚层），后者用到 FGF 和视黄酸信号分子。
随后，研究者用相反的发育信号“挑战”这些细胞。前部细胞被给予制造后脑的信号，大多没有转换；后部细胞也极少被诱导成前脑或中脑细胞。即使把两种细胞混在同一培养皿，它们也基本保持原有身份。
为何如此“固执”：染色质已经上锁
研究者查看染色质——DNA 的包装和组织方式。前部与后部细胞的染色质景观明显不同：前部细胞中，前脑发育所需基因可被访问、随时待命；后脑基因则被锁住。反之亦然。这解释了为何早期命运难以逆转。
专家怎么看
未参与研究的 Eduardo Sequerra 评论，神经外胚层分成两个独立祖细胞群，它们生成不同脑区的潜力很早就分道扬镳，这比神经管形成更早。他认为研究结合了体内发育研究与体外分化系统，从不同角度支持假设。
Sequerra 还提到旧线索：20世纪90年代 Nicole Le Douarin 团队的移植研究显示，折叠中的神经管分为两部分，一部分位于脊索上方，不能分化为前部结构；另一部分下方没有脊索，可分化为中脑和前脑。新研究把分叉时间点进一步提前，可能发生在未来脊索-中胚层细胞仍在迁移时。
类比：像组装一部手机
Loh 用手机类比：一部智能手机由来自不同国家的许多部件组成，最终连接成一个整体。大脑也是一个器官，但由两个来源构建——前部脑和后部脑被推到一起，形成一个整合器官。
现实意义
制造特定类型脑细胞是再生医学的重要目标。后脑管理呼吸、吞咽、睡眠等生命过程；脊髓性肌萎缩、肌萎缩侧索硬化（ALS）等运动神经元疾病会损伤脑干和脊髓神经细胞，常致命。理解脑区来源，有助于研究者更准确地在实验室引导干细胞，避免走错路线。还有研究发现，通过后脑样路线与脊髓样路线得到的同类型神经元，基因活动模式不同，说明细胞的发育历史会留下持久印记。
Loh 说，他们没料到大脑来自两个来源。这一发现建立在 90 年代多位科学家提示“大脑可能有多个起源”的工作之上。脑的起源仍是长期问题，还有许多曲折，团队期待继续探索。