Науковці Стенфордського університету виростили мишей, у мозку яких людські клітини зайняли майже половину його об’єму. Експеримент дав змогу відтворити особливості пошкодження мозку, характерні для людських немовлят, і може допомогти у вивченні неврологічних захворювань.
Дослідники створили незвичайну модель для вивчення людського мозку. Вони використали генну інженерію, щоб у мишей не сформувалася частина кори головного мозку — ділянки, яка бере участь у складних процесах обробки інформації.
Науковці також позбавили тварин можливості самостійно відновлювати відсутні нейрони кори. Це дозволило звільнити місце для пересадження клітин людського походження та простежити, як вони розвиватимуться в живому мозку.
Для експерименту використали клітини людської шкіри, які перепрограмували так, щоб із них можна було виростити нейрони кори головного мозку. Отриману тканину імплантували мишам.
Спочатку пересаджена тканина містила лише кілька сотень людських нейронів, але згодом їхня кількість зросла до кількох мільйонів. Клітини не просто прижилися: вони сформували зв’язки з мозком тварин і стали його функціональною частиною.
За об’ємом людська тканина згодом становила майже половину мозку піддослідних мишей. Водночас дослідники повідомили, що тварини здебільшого поводилися звичайним чином.
Результати роботи опублікували в науковому журналі Nature. Старший автор дослідження, професор психіатрії Стенфордського університету Серджіу Пашка, пояснив, що вчені вже близько двох десятиліть шукають способи досліджувати людський мозок поза тілом людини.
Одним із таких способів стали мозкові органоїди — невеликі скупчення нервової тканини, вирощені в лабораторії. Проте вони не можуть повністю відтворити всі процеси, які відбуваються в мозку живого організму.
За словами Пашки, нова модель не замінить попередніх методів дослідження, але дозволить вивчати аспекти роботи людських нейронів, які раніше було складно дослідити.
Найпомітніший результат науковці отримали під час вивчення наслідків нестачі кисню при народженні. Дослідники піддали новонароджених мишенят із пересадженими людськими нейронами умовам зниженого надходження кисню та виявили в них ознаки пошкодження мозку.
Це відрізняло таких тварин від звичайних мишенят, у яких за подібних умов пошкодження мозку виникає рідко. Водночас у людських немовлят нестача кисню під час народження може призводити до серйозних уражень нервової системи.
Пашка вважає, що експериментальна модель дасть змогу детальніше вивчати цей стан і процеси, через які людські нейрони зазнають пошкоджень.
Попри те що пересаджені клітини активно розвивалися, вони залишалися незрілими. За своїми характеристиками людські нейрони в мозку мишей нагадували клітини мозку плода в третьому триместрі вагітності.
Науковці також виявили в пересадженій тканині нейрони фон Економо — довгі спеціалізовані нервові клітини, які трапляються в мозку людей та деяких інших соціальних тварин, зокрема великих мавп, китів і слонів.
Ці клітини становлять особливий інтерес для дослідників лобно-скроневої деменції. Нейрони фон Економо належать до клітин, які рано уражаються за цього захворювання. Їхня поява в мозку піддослідних мишей може допомогти вченим дослідити роль цих нейронів у розвитку хвороби.
Експеримент також порушив питання про межі досліджень із пересадженням людських нервових клітин тваринам. Науковці завершили спостереження, коли пересадженим клітинам виповнилося шість місяців, не чекаючи їхнього подальшого дозрівання та утворення нових зв’язків із мозком мишей.
Професорка права та філософії Університету Дьюка Ніта Фарахані звернула увагу на етичну складність таких досліджень. За її словами, дослідники намагаються зупиняти експерименти до моменту, коли можуть постати питання про можливі ознаки свідомості, однак визначення самої межі залишається предметом обговорення.
🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover