Учені пересадили мишам людські органоїди мозку: що це дає

Дослідники створили мишей, у яких генетично не розвивалася більша частина кори головного мозку та гіпокампа. Це звільнило місце для пересадженої людської тканини, яка продовжувала рости разом із тваринами.

Приблизно за три місяці людська тканина становила понад 90% об'єму кори. У ній утворилися кровоносні судини, а нейрони стали електрично активними й налагодили зв'язки з нервовою системою мишей. Окремі нервові волокна сягнули навіть спинного мозку.

Попри це, тварини залишалися мишами: їхні органи чуття, підкіркові структури мозку та решта нервової системи мали тваринне походження. Сама ж людська тканина не перетворилася на зрілу кору. Навіть приблизно за шість місяців вона залишалася незрілою — приблизно на рівні середини внутрішньоутробного розвитку людського мозку, без характерної пошарової структури.

Утім, у пересадженій тканині з'явилися типи нейронів, які складно отримати в лабораторії. Зокрема, нейрони L5-ET, що передають сигнали від кори до віддалених ділянок нервової системи. Особливу увагу дослідників привернули клітини, схожі на нейрони фон Економо — незвичайні видовжені нейрони, які є в окремих ділянках людського мозку і погано відтворюються в лабораторних моделях. У попередньому експерименті з пересадкою людської мозкової тканини щурам їх не виявили.

Чому ці клітини розвинулися саме в організмі мишей, учені поки не знають. Серед можливих пояснень — сигнали від віддалених ділянок нервової системи, кровопостачання, фактори росту та взаємодія з навколишніми клітинами.

Дослідники також перевірили поведінку мишей у Y-подібному лабіринті, де оцінюють робочу пам'ять. Звичайні миші зазвичай обирають нову гілку, уникаючи тієї, яку щойно досліджували. Миші без більшої частини кори та гіпокампа не показали результату, кращого за випадковий, тоді як миші з людською корою, як і контрольна група, частіше обирали нову гілку. Водночас учені застерігають від висновку, що саме людські нейрони безпосередньо покращили результат: для цього потрібні додаткові експерименти.

Що це означає для батьків і студентів

Ідеться не про створення «розумніших» мишей, а про нову модель для вивчення захворювань людського мозку. За словами нейробіолога Стенфордського університету Серджіу Пашки, її потенційно можна використовувати для дослідження лобно-скроневої деменції, епілепсії, аутизму та інших порушень розвитку нервової системи. Зокрема, вчені планують перевіряти, чи мають нейрони фон Економо підвищену вразливість при лобно-скроневій деменції, а при епілепсії — досліджувати патологічну активність людських нейронів і способи її корекції.

Підсумок: це фундаментальне дослідження, а не метод лікування. Воно порушує й етичні питання щодо тварин із великою кількістю людської нервової тканини. Дослідники зазначають, що ці аспекти оцінювали ще до завершення роботи, а за тваринами стежили не лише з біологічного, а й з поведінкового боку. Для школярів і студентів, які цікавляться нейробіологією, ця робота показує, як поступово — через моделі, етичні перевірки й повторні експерименти — наука підходить до розуміння хвороб мозку.