Крысятам пересадили мозг человека. Рассказываем, зачем ученым нужны такие киборги

Миниатюрную модель мозга человека, выращенную из человеческих стволовых клеток, пересадили в мозг новорожденных крысят, что привело к удивительным результатам — трансплантат не только прижился и вырос, но и начал влиять на поведение грызунов. Об этом научном достижении рассказали исследователи из Стэнфордского университета (США) в своей публикации в журнале Nature.

Мозговые органоиды — выращенные «в пробирке» из стволовых клеток мини-модели человеческого мозга — используют для изучения его развития и тестирования лекарств. Однако у искусственных органоидов есть ряд крупных недостатков: такие скопления клеток лишь частично отражают реальную структуру коры головного мозга человека, они не формируют сложных нейронных цепей, а нейроны в них остаются незрелыми.

Профессор Серджиу Паска и его коллеги придумали, как решить эту проблему — они пересадили мозговые органоиды в мозг новорожденных крысят в первые недели их жизни. Поскольку в этот период мозг грызунов активно развивается, чужеродные клетки смогли прижиться. Этому способствовало также то, что у крысят была блокирована активность иммунной системы, которая иначе могла бы атаковать «незнакомцев».

Восемь месяцев спустя ученые обнаружили, что человеческий мини-мозг успешно встроился в структуру крысиного мозга, фактически став с ним единым целым — нейроны пересаженных органоидов выросли и созрели, они стали заметно толще и длиннее, чем у органоидов из «пробирки», у них появилось много отростков и разветвлений, благодаря которым они сформировали связи и начали обмениваться сигналами с нейронами крысиного мозга.

Например, клетки органоидов реагировали на прикосновение к усам животных, а значит, полностью интегрировались в кору крысиного мозга. Мало того, ученые смогли с помощью воздействия на нейроны мини-мозга влиять на поведение крыс — за две недели животных натренировали таким образом, что при стимуляции человеческих нейронов крысы отправлялись пить воду.

Поскольку вживленный в живую крысу мини-мозг более точно отражает работу «большого» человеческого мозга, ученые рассчитывают, что такие гибридные модели можно будет использовать для изучения биологических причин различных психических заболеваний и состояний, например, аутизма.