Нейроны человека встроили в мозг крыс, спровоцировав развитие смертельного заболевания
Ученые из Стэнфордского университета впервые встроили человеческие нейроны в мозг новорожденных крыс, получив при этом полностью жизнеспособных взрослых особей с химерным мозгом. Такие животные могут облегчить поиск новых методов диагностики и лечения нейродегенеративных заболеваний и нервно-психических расстройств, обычно характерных лишь для человека.
Развитие человеческого мозга — нетривиальный самоорганизующийся процесс, когда клетки делятся, дифференцируются, мигрируют и соединяются, образуя обширные нейронные сети. Впоследствии эти сети видоизменяются, совершенствуясь на основе индивидуального сенсорного опыта. Основная проблема на пути к полному пониманию развития человеческого мозга, особенно в случае развития заболеваний, — отсутствие возможности работать с мозговой тканью живого человека.
Многочисленные биологические модели, определенным образом имитирующие наш мозг, позволяют продвинуться в этом направлении. Однако все они обладают ограниченным функционалом, не позволяющим добиться полного соответствия модели реальному мозгу. Один из наиболее продвинутых типов моделей — органоиды мозга.
Их получают из клеток кожи человека, преобразованных в плюрипотентные стволовые клетки, которые затем обратно дифференцируются и становятся различными клетками человеческого мозга (нейронами, астроцитами и так далее). Выращивая таким образом трехмерные структуры, можно создать, например, органоиды коры головного мозга человека.
Тем не менее выращивание органоидов вне характерного микроокружения реального мозга снижает их полезность в моделировании генетически сложных и определяемых поведением нервно-психических расстройств.
Поэтому ученые из Стэндфордского университета (США) решили пойти дальше и провели трансплантацию органоидов человеческого мозга в мозг новорожденных крыс (в первую неделю после рождения, когда нейронные сети все еще формируются). В результате нейроны человека полностью встраивались в мозг грызуна, образуя рабочие связи и протягивая свои аксоны (длинные отростки) по всему мозгу животного, а их активация могла управлять поведением, направленным на поиск вознаграждения. О своем исследовании ученые сообщают в статье, опубликованной в журнале Nature.
У подавляющего большинства животных спустя два месяца после трансплантации человеческие органоиды, полностью встроившиеся в сети нейронов, занимали примерно треть полушария головного мозга. Спустя год 74% крыс с химерным мозгом все еще были живы (обычная продолжительность жизни для лабораторных крыс составляет три-четыре года), причем без заметных нарушений двигательной функции или памяти и вообще каких-либо аномалий.
При этом нейроны органоидов, встроенных в мозг, были значительно крупнее и имели гораздо больше более длинных дендритов (малых отростков), чем у стандартного органоида.
Ученые также заметили еще одну важную особенность подобных химерных крыс. На втором этапе исследования при трансплантации они использовали органоиды, полученные из клеток пациентов, больных синдромом Тимоти — редким генетическим заболеванием, характеризующимся неврологическими дефектами и физическими пороками развития, включая проблемы с сердцем. Спустя примерно полгода у крыс с такими трансплантатами появлялись характерные признаки болезни, связанные с активностью нейронов.
По мнению авторов работы, аналогичные эксперименты можно проводить, используя органоиды, полученные из клеток людей с расстройствами вроде аутизма или шизофрении, и, возможно, узнать что-то новое о том, как эти состояния возникают и влияют на мозг. Кроме того, подобная практика будет полезна для тестирования новых методов лечения нервно-психических расстройств и нейродегенеративных заболеваний — основной причины инвалидности в мире.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии