Мышей с частично человеческим мозгом создали в США

Американские нейробиологи создали лабораторных мышей, в мозге которых функционируют человеческие клетки. Ученые надеются, что новая модель поможет изучать заболевания головного мозга и искать методы лечения расстройств, которые невозможно полноценно воспроизвести на обычных грызунах, передает Liter.kz со ссылкой на BBC.

Исследование провели специалисты Стэнфордского университета. Их работа опубликована в журнале Nature и прошла независимую этическую экспертизу.

При этом ученые подчеркивают: речь не идет о мышах, которые начали мыслить как люди. Животным генетически изменили мозг, а затем имплантировали туда выращенные из человеческих клеток структуры.

Как создали "человеческую" часть мозга

Для эксперимента ученые сначала генетически модифицировали мышей таким образом, чтобы у них практически не развивалась собственная кора головного мозга. Это внешний слой мозга, связанный с высшими когнитивными функциями, памятью и обработкой органов чувств.

Затем исследователи взяли клетки человеческой кожи и перепрограммировали их в клетки, способные формировать нервную ткань. Из них вырастили небольшие структуры напоминающие фрагменты мозга.

После чего имплантировали в мозг мышей. Со временем человеческие клетки начали делиться, развиваться и встраиваться в существующие нейронные сети животных, соединяясь с другими отделами мозга и даже структурами, связанными со спинным мозгом.

Через несколько месяцев клетки стали напоминать внешний слой мозга мыши и начали функционировать в составе ее нервной системы.

Исследователи признают, что сформированная таким образом ткань отличается от обычной коры головного мозга. Она не образует идеально организованных слоев, характерных для естественного человеческого мозга.

Мыши не стали "людьми"

Чтобы проверить, повлияли ли человеческие клетки на поведение животных, ученые провели серию простых тестов примерно через полгода после операции.

По словам профессора Стэнфордского университета Серджиу Пашки, мыши вели себя в основном так же, как обычные животные.

"Они не используют никаких улучшений", – сказал он.

Однако специалист считает, что подобные эксперименты неизбежно поднимают новые этические вопросы. По его словам, ученым придется задумываться о том, может ли изменение когнитивных особенностей животных повлиять на их опыт и благополучие.

Зачем ученым понадобились такие мыши

Главная цель эксперимента связана не с созданием необычных животных, а с изучением человеческих заболеваний.

Некоторые болезни головного мозга невозможно полноценно исследовать на мышах, поскольку у них просто не развиваются некоторые расстройства, характерные для человека.

В результате препараты, которые показывают хорошие результаты на обычных животных моделях, затем могут не сработать во время клинических испытаний на людях.

Профессор Серджиу Пашка отметил, что именно в психиатрии процент успешного перехода от исследований к эффективным методам лечения остается очень низким.

"Даже лекарства, которые доходят до стадии клинических испытаний и, казалось бы, очень хорошо работают на животных моделях, терпят сокрушительный провал в клинике. Это говорит о том, что нам не хватает много информации о биологии человека, и ее получение будет иметь решающее значение", – пояснил он.

По мнению исследователей, новая модель потенциально может помочь в изучении эпилепсии, аутизма, церебрального паралича и других сложных заболеваний нервной системы.

"Перед нами новая модель, которая позволяет нам фактически зафиксировать аспекты функционирования человеческого мозга таким образом, который ранее был невозможен", – отметил Пашка.

"Человеческая программа в мышиной среде"

Независимый нейробиолог Илари Аллоди из Сент-Эндрюсского университета назвала работу ученых впечатляющей.

Особенно ее заинтересовало то, что после имплантации у мышей начали формироваться типы клеток, которые обычно встречаются в человеческом и других приматных мозгах, но отсутствуют у обычных мышей.

"Вы удерживаете программу, разработанную для человека, внутри мышиной среды – как будто мышь является инкубатором", – объяснила Аллоди.

По ее словам, именно это отличает нынешний эксперимент от обычной пересадки отдельных человеческих нейронов животным.

Подобные эксперименты проводились и раньше, однако нынешнее исследование позволило человеческим клеткам не просто существовать внутри мозга мыши, а встроиться в его нейронные сети и взаимодействовать с ними.

Новые возможности и новые вопросы

Ученые предполагают, что такие мыши будут использоваться в ограниченном числе лабораторий для изучения конкретных заболеваний.

При этом эксперимент уже вызвал вопросы о границах подобных исследований. Нейробиологи пытаются приблизить лабораторные модели к человеческой биологии, но одновременно должны учитывать, насколько изменение мозга может повлиять на самих животных.

Нейробиолог Джеймс Эйндж также отметил, что практическое применение новой модели может оказаться ограниченным. Одной из причин он назвал этические вопросы, связанные с выращиванием живой человеческой нервной ткани в организме животных.

По словам Аллоди, перед учеными стоит одна и та же проблема: они пытаются изучать человеческий мозг, имея в распоряжении мышей, отдельные клетки, ткани в лабораторных условиях и компьютерные модели.

Теперь к этому набору добавилась еще одна, гораздо более необычная модель – мыши, в мозге которых человеческие клетки не просто находятся, а становятся частью работающей нервной системы.