пересадка мозга

Долгое время нейробиологи не могли изучать человеческий мозг так же свободно, как клеточные культуры или ткани животных. И хоть существуют органоиды, напоминающие ранние стадии развития мозга, но у них все еще нет полноценного кровоснабжение и тела. Такая система остается ограниченной и изолированной, и не имеет возможности создавать реальные нейронные сети и полноценно отвечать на внешние стимулы.

Группа ученых как раз описала способ дать человеческим органоидам такую среду из тела. Исследователи пересадили выращенную в лаборатории ткань человеческого мозга новорожденным мышам без коры, отвечающей у человека за мышление и память. В результате в мозге животных трансплантату не пришлось конкурировать с быстро растущими тканями грызуна, и можно было оценить, насколько он «приживется».

Ранее органоиды подсаживали рядом с уже существующим мозгом грызунов, и человеческим нейронам приходилось развиваться в ограниченном пространстве. Здесь же человеческая ткань через два-три месяца после пересадки увеличилась почти в пять раз и заняла больше 90% вакантного места в черепа мыши. Более того, от трансплантата уходили нервные отростки, которые тянулись вплоть до спинного мозга.

По мере созревания в трансплантате появлялись специализированные типы нейронов. Среди них исследователи отметили крупные веретенообразные клетки, похожие на редкий тип нейронов фон Экономо, который связывают с социальным поведением и эмпатией у человека. Ранее нейроны фон Экономо не удавалось получить в лабораторных условиях. Также именно эти клетки считают уязвимыми при нейродегенеративных заболеваниях, включая лобно-височную деменцию и болезнь Альцгеймера.

После успешной пересадки ученые смоделировали нарушения развития мозга. Команда подвергла животных воздействию пониженного кислорода, которое связывают с церебральным параличом у недоношенных детей. Нарушения координации движений возникали именно у мышей с человеческим трансплантатом, доказывая, что такая система может стать площадкой для тестирования подходов к терапии, когда обычные эксперименты на грызунах не воспроизводят человеческую уязвимость.

Но могут ли мыши с человеческими нейронами стать умнее? Пересадку делали через несколько дней после рождения мышат, когда основные нейронные связи в их мозге уже заложены. В таких условиях человеческая ткань не может перестроить уже заложенные когнитивные функции, что подтвердили поведенческие тесты. Целью было именно дать человеческим нейронам работающий организм, где есть сосуды, обмен веществ и настоящая электрическая активность, для полного изучения нервной активности.

Без дискуссий в области биоэтики не обошлось. По мнению специалистов в области развития мозга, разное время созревания между нейронами мыши и человека между само по себе ограничивает вероятность появления человеческого сознания. Но если в будущем подобные эксперименты станут сложнее, границы вмешательство придётся обсуждать более строже.