Мозок миші не набагато більший за мініатюру зображення. У новому експерименті вчені генетично запобігли розвитку більшої частини кори головного мозку та гіпокампу, а потім дозволили мільйонам клітин людського мозку рости в порожньому просторі.
Божевільне те, що людські клітини насправді вижили. Більше того, вони розширювалися до тих пір, поки тканина людського походження не становила більшу частину кортикальної тканини тварин, яка з’єднувалася з мозком і спинним мозком миші і запускалася синхронними хвилями.
Мова йшла не про якийсь дивний гібрид людини та гризуна (що навіть неможливо). Натомість клітини людського мозку, імплантовані всередину миші, діють як тестовий стенд для вивчення людських нейронів у активній нервовій системі. У мишей природно не розвиваються багато хвороб, які вражають людський мозок, і ліки, які здаються багатообіцяючими для гризунів, часто не дають результатів у людей.
«Навіть ліки, які фактично проходять клінічні випробування і які дуже добре працюють на тваринних моделях, — різко провалюються в клініці», — сказав на прес-конференції Сергіу Паска, нейробіолог зі Стенфордського університету, який керував дослідженням.
Розміщення для клітин людини
Використовуючи генну інженерію, дослідники змусили гризунів видалити значні частини неокортекса та гіпокампу — регіонів, які беруть участь у емоціях, пам’яті та процесах вищого порядку. Маніпуляція була настільки радикальною, що майже вдвічі зменшила загальний об’єм мозкової тканини.
Потім команда імплантувала чотири крихітні кортикальні органели людини (частини нейронів) новонародженим мишам. Органоїди вирощують із плюрипотентних стовбурових клітин людини, які можна отримати шляхом перепрограмування дорослих клітин, таких як клітини шкіри.
Все це вирішувало проблему часу. Нейрони людини дозрівають набагато повільніше, ніж нейрони миші. У попередніх експериментах з трансплантації мозок миші розвинув свою схему настільки швидко, що людським клітинам залишилося мало місця або можливості рости та створювати зв’язки на великій відстані.
Тому команда заздалегідь звільнила місце, видаливши більшу частину кори головного мозку та гіпокампу, залишивши порожній простір для трансплантованих органоїдів. Стратегія спрацювала: за два-три місяці після трансплантації людська тканина зросла приблизно в 4,7 рази. Через три місяці він становив близько 92 відсотків кортикальної тканини трансплантованих мишей.
Це не перший випадок, коли людські нейрони вирощують у мозку миші. У 2018 році дослідники показали, що органели людського мозку можуть рости в мозку миші. У 2022 році група Паски пересадила кортикальні органоїди новонародженим щурам. Тканина дозріла, отримала сенсорний вхід і вплинула на їх поведінку, але має рости разом зі здоровою корою головного мозку господаря.
Схема працює, але всередині миші немає людського мозку
Приблизно через п’ять-шість місяців людські нейрони нагадували людську кору в середині вагітності, приблизно в кінці другого триместру. Хоча вони не утворювали організовані шари нормальної кори головного мозку людини, споріднені типи клітин групувалися разом локально, і нитка виробляла класи клітин, які важко відтворити в одній чашці.
Одним із несподіваних відкриттів було те, що людська тканина почала виробляти типи клітин, яких зазвичай немає у мишей. Дослідники спостерігали невелику кількість клітин, подібних до нейронів фон Економо, великих нервових клітин, які зустрічаються у людей та деяких інших ссавців з великим мозком. Деякі людські нейрони також посилають довгі відростки до спинного мозку миші.
І так, нейрони людини працювали в мозку миші. Трансплантована тканина стала частиною нервової системи тварини, а людські нейрони запускалися синхронно. Частина цієї активності була паралельна рухам морд мишей вгору та вниз.
Проте клітини людини мало вплинули на поведінку миші. На жаль, можливо, не було моменту Пінкі та Брейна.
Рух жебраків був загалом помірним. Генетично модифіковані миші, народжені без більшої частини шкіри, боролися з простим робочим лабіринтом пам’яті. Ті, хто отримав тканину людського мозку, показали кращі результати в цьому тесті, що свідчить про те, що трансплантат відновив деякі функції, але вони все одно показали погані результати в потужному тесті на довгострокове навчання.
Сара Чан, біоетик з Единбурзького університету, яка не брала участі в дослідженні, сказала: «Немає жодних ознак того, що тут створені миші, які можуть мислити як люди, або людський мозок у тілі миші». BBC.
Моделі хвороб відповідають моральній кривій
Щоб дізнатися, чи можуть ці миші допомогти вченим вивчити пошкодження мозку, дослідники ненадовго позбавили їх кисню, імітуючи тип стресу, який може пошкодити мозок, що розвивається при народженні. Нейрони людини сильно відреагували, і через два дні миші показали незначні зміни в ході. Це свідчить про те, що модель може бути корисною для вивчення станів, пов’язаних з дефіцитом кисню, включаючи церебральний параліч.
Проте це попереду. Людська тканина ще не була зрілою і не організувалася, як звичайна людська кора, яка формується в нових шарах. У ньому також були відсутні багато типів клітин і зв’язків, які є в повному людському мозку.
У той же час, якщо органоїди нагадують мозок, що розвивається, на кону можуть бути серйозні етичні проблеми. Звіт Наффілдської ради з біоетики за травень 2026 року закликав до посилення контролю, оскільки нейронні органели стають складнішими, включаючи оновлені рекомендації щодо експериментів із імплантації людської нервової тканини тваринам.
Ніта Фарахані, біоетик з Університету Дьюка, яка працювала в зовнішній етичній раді під час роботи в Стенфорді, сказала NPR що команда була «неймовірно продуманою». Однак, за її словами, “це заводить нас у нові сірі зони, для яких немає вказівок чи етичних стандартів”.
Для Паски наукова обіцянка така сама. «У нас є нова модель, яка дозволяє нам фіксувати аспекти діяльності людського мозку так, як це було неможливо раніше», — сказав він BBC.
Про це повідомляється в журналі природа.
