Человеческие органоиды заняли корковое пространство в новой модели мыши

Исследователи не создали человеческий мозг внутри мыши. Они получили генетически изменённых животных без большей части неокортекса и гиппокампа — областей мозга, связанных с восприятием, движением и памятью, — и вскоре после рождения пересадили в оставшуюся полость корковые органоиды, выращенные из человеческих клеток.

Органоиды — это трёхмерные ткани, выращенные в лаборатории из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Они воспроизводят некоторые типы клеток и ранние этапы организации коры, но не являются миниатюрным мозгом. В новой модели, названной ксенокортикацией, человеческая ткань получила сосуды от организма хозяина и росла в контакте с остальной нервной системой животного.

У 86,2% из 29 пересаженных мышей трансплантат прижился. У 14 животных его объём вырос в 4,7 раза между вторым и третьим месяцами. В три месяца у семи исследованных мышей человеческая ткань составляла 91,9% совокупного объёма корковой ткани — остаточной коры мыши вместе с трансплантатом, — а не 91,9% всего мозга.

Человеческие нейроны направили отростки в области мозга и спинного мозга мышей и проявляли спонтанную организованную электрическую активность. Однако по зрелости ткань оставалась сопоставимой с человеческой корой примерно середины беременности и не сформировала непрерывно канонические слои нормальной коры. Интеграция, следовательно, не равнозначна восстановлению архитектуры человеческого мозга.

В поведенческих тестах животные с трансплантатом в целом сохраняли способность передвигаться, но показали отдельные различия в координации конечностей и некоторых заданиях. Исследование не демонстрирует человеческого мышления или сознания. В другом опыте пять часов при низком содержании кислорода повредили человеческие клетки трансплантата, после чего изменилась походка. Это показывает, что модель может помочь изучать уязвимость человеческой корковой ткани, но не является заявлением о лечении.

Команда также обнаружила клетки с молекулярными и морфологическими признаками, соответствующими нейронам типа фон Экономо, которые в человеческом мозге связаны с контурами социальной и эмоциональной интеграции. Такая идентификация носит предположительный характер и не доказывает, что трансплантат воспроизвёл эти контуры. Эксперимент прошёл этический контроль исследований стволовых клеток и использования животных; авторы рекомендуют в дальнейшем внимательно следить за благополучием, созреванием и возможным появлением новых способностей.