Research, Technology

Щуру пересадили людський мозок — що з того вийшло?

Для вивчення живих клітин вчені вирощують успеціальних ємностей клітинні культури. Вони перебувають у живильному середовищі, що дозволяє їм зростати та ділитися. Однак окремо вирощені клітини відрізняються від тих, які ростуть в органі та взаємодіють із сусідніми клітинами. Тому вчені вигадали вирощувати органоїди — це комплекс клітин, які утворюють подібність до будь-якої частини справжнього органу. В органоїдах клітини здатні приймати сигнали з інших клітин, і навіть посилати свої сигнали. Однак, як ми розповідали раніше у статті про “штучний” мозок, для дослідження клітин складних органів, таких як мозок, донедавна не підходили. Пов'язано це з тим, що нейрони в органоїдах не мають тих чи інших властивостей, які вони мають у живому мозку. Але американські вчені вигадали як вирішити цю проблему — вони пересадили органоїд із людськими клітинами в мозок новонароджених щурів. Результат здивував навіть самих дослідників.

Вчені вживили в мозок щури органоїд із людськими клітинами

Пересадка мозку щуру

Вчені впровадили органоїд у соматосенсорнуобласть кори мозку щури. Ця частина мозку здатна реагувати на імпульси від вібрісів, тобто дотик довгого і жорсткого волосся (усів). Коли вуса вібрують, мозок їх розпізнає. Як повідомляють дослідники в журналі Nature, після впровадження органоїду з людських клітин у мозок щура він почав активно зростати. За три місяці він збільшився у дев'ять разів, у результаті становив приблизно третину від кори однієї з півкуль. Розвивався він як одне ціле з мозком щурів. Однак щурові нейрони не додали об'єму органоїду.

Органоїд людини в мозку щура

У чому перевага вирощування органоїду прямо вмозку? Насамперед, він краще харчується. Крім того, вони отримували сигнали з інших клітин, які впливали на їх розвиток. Очевидно, завдяки цьому нейрони в пересадженому органоїді були в 6 разів більшими, ніж за цей період в органоїді, який розвивається сам по собі. Крім того, вони були складнішими — на них було більше відгалужень та синапсів.

Як мозок людини працював спільно з мозком щура

Що ж трапилося з самим щуром, після пересадкилюдського мозку (органоїду)? На людину вона перетворюватися, звичайно ж, не стала, як собака у відомому романі Михайла Булгакова. Однак, за словами дослідників, клітини відрізнялися зрілістю. Їх електрофізіологічні властивості були більше схожі з реальними клітинами мозку. А ще вони встановили зв'язки не лише між своїми ж клітинами, тобто клітинами органоїду, а й нейронами мозку щурів.

Коли вібріси реагували на подих повітря,ці імпульси відгукувалися людські нейрони. Але, що найцікавіше, людські нейрони впливали поведінка гризунів. Органоїд був модифікований таким чином, щоб його нейрони могли реагувати на світлові спалахи.

Людські нейрони впливали на поведінку щура

Коли в мозку щури нейрони стимулювали світлом,тварина отримувала порцію води. Потім, коли нейрони органоїду проявляли активність, але воду щуру не давали, вона сама починала її шукати, тобто виробився рефлекс. Чи став щур розумнішим з мозком людини? За словами дослідників, тести, які дозволяли оцінити розумову діяльність, тварина здавала так само, як і звичайні щури.

Електроенцефалограма та інші дослідження роботи мозку не показали жодних значних відхилень. Хоча, вчені припускали, що такі відхилення повинні бути, адже частина мозку все ж таки була чужою.

Нова технологія допоможе у вивченні генетичних захворювань мозку

Навіщо щуру пересадили мозок людини

Яка практична користь від пересадженого в мозокорганоїда? Ця технологія, очевидно, допоможе докладно вивчити різні психоневрологічні хвороби, а також генетичні мутації. У своєму експерименті дослідники пересадили один із щурів органоїд, який містив нейрони із синдромом Тімоті, тобто генетичним захворюванням, що відбивається на розвитку мозку.

Обов'язково підписуйтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, де на вас чекають справді захоплюючі та захоплюючі матеріали.

В результаті органоїд дійсно розвивався заномаліями. Наприклад, відростки-дендрити виявилися простішими, ніж у здоровому органоїді. Треба сказати, що людські нейрони намагалися пересаджувати в мозок гризунів і раніше. Однак це були саме нейрони, що виросли у клітинній культурі, а не цілий органоїд. Можливо, через це вони добре прижилися і поводилися природніше.