Живой мозг «из пробирки» сам присоединяет себя к тканям тела

За последние несколько месяцев ученые из Великобритании создали один из самых сложных миниатюрных «мозгов в пробирке», известных науке. Неудивительно, впрочем, что этот необычный органический комплекс ведет себя несколько… странно.

Крошечный комок этого серого вещества состоит из примерно 2 000 000 связанных друг с другом нейронов — так выглядит мозг человека примерно на 12−13 неделе внутриутробного развития. На этой стадии его называют еще не полноценным органом, а лишь «органоидом», и его структура недостаточно сложная, чтобы зародыш мог испытывать такие переживания, как эмоции или осознанные мысли. Но это и не делает его полностью инертным.

Доказать это довольно просто. Ученые разместили синтезированный «мозг» рядом с кусочком спинного мозга мыши и фрагментом мышечной ткани. В результате, этот недоразвитый органоид размером с горошину самопроизвольно отрастил длинные усики-зонды для того, чтобы проверить своих новых соседей.

С помощью микроскопов исследователи наблюдали за тем, как миниатюрный мозг постепенно соединился с тканями спинного мозга и мышц. Но такое поведение — это не единственное умение новорожденного органоида. Он сумел не только присоединиться, но и спровоцировать движение мышц — совсем как нейроны в настоящем мозгу человека. Ученые отметили хорошо видимые и контролируемые сокращение, а через 2−3 недели культивации появились полноценные аксонные пути, иннервирующие спинной мозг и создающие связь между двумя типами тканей — человеческой и мышиной.

Культивация таких органоидов — занятие не из простых. Сегодня большая их часть выращена из стволовых клеток, которые самопроизвольно организуются в структуры, необходимые для ранней стадии развития. Проблема в том, что как только кластер достигает определенного размера, эти клетки лишаются питательных веществ и кислорода, переставая быть полезными. Однако данное исследование — одна из первых работ, в которой ученым наконец удалось преодолеть этот предел. Разрезав органоид и поместив его на пористую мембрану, исследователи убедились, что их мини-мозг может одновременно и использовать воздух, и поглощать питательные вещества, оставаясь здоровым после года, проведенного в чашке Петри.

Тем не менее, хоть этот органоид и невероятно сложен сам по себе, он все еще очень далек от полноценной имитации мозга. Однако уже сейчас с его помощью можно моделировать некоторые реакции, которые помогут лучше понять природу заболеваний мозга и патологий при его развитии.