Человеческая мозговая ткань выросла в мышах и образовала нервные связи
Изучать человеческий мозг — значит всегда работать с чем-то, что нельзя вынуть и рассмотреть. Именно поэтому нейробиологи ищут способы создать живые модели мозговой ткани за пределами человеческого тела. Учёные Стэнфорда сделали в этом направлении большой шаг.
Как был поставлен эксперимент
Команда под руководством нейробиолога Серджиу Пашка из Стэнфордского университета создала специальных «апаллиальных» мышей — животных, у которых большая мозговая кора и гиппокамп генетически подавлены ещё в ходе развития. Это освободило место для человеческой ткани без конкуренции с клетками хозяина.
Вскоре после рождения таким мышам трансплантировали мозговые органоиды — трёхмерные структуры из стволовых клеток человека, имитирующие кору. В результате получились «ксенокортикальные» мыши: животные с мышиным телом, но с частично человеческим мозгом.
Через три месяца человеческая ткань составляла более 90% коркового объёма. Она пронизалась кровеносными сосудами, встроилась в нервную систему мыши, стала электрически активной и даже направила часть нейронных проекций в спинной мозг.
Что удалось обнаружить внутри
Среди выросших нейронов исследователи идентифицировали клетки типа L5-ET — так называемые проекционные нейроны 5-го слоя коры, которые в норме связывают кору с отдалёнными частями нервной системы. В этой же популяции нашлись клетки, похожие на нейроны фон Экономо — редкий тип, характерный для высших приматов и человека, крайне сложно воспроизводимый в лабораторных условиях. Показательно, что в предыдущем эксперименте команды — с органоидами в мозге крыс — эти клетки вообще не возникали.
Смогли ли мыши «поумнеть»
Чтобы ответить на этот вопрос, три группы мышей — обычные, апаллиальные и ксенокортикальные — прошли тест в Y-образном лабиринте. Мыши по природе стремятся войти в то плечо лабиринта, где ещё не были, — что служит простым тестом рабочей памяти.
Обычные мыши справились лучше случайного шанса. Апаллиальные — нет, что ожидаемо. Ксенокортикальные мыши также справились лучше случайного шанса — то есть человеческая ткань частично восстановила когнитивную функцию. При этом авторы призывают к осторожным выводам: напрямую приписывать этот результат именно человеческим нейронам пока нельзя.
Читайте также по теме: другом исследовании по теме.
Исследование сопровождалось участием биоэтиков и внешнего комитета из нейробиологов, юристов и представителей пациентских организаций. Животных тщательно наблюдали на предмет нежелательных изменений поведения. Работа опубликована в журнале Nature.
