Пробив: човешка мозъчна тъкан интегрирана в мишки

Учени от Станфордския университет създадоха експериментални мишки, при които голяма част от мозъчната кора не се развива, а освободеното пространство е запълнено с човешки мозъчни органоиди, отгледани от стволови клетки. Човешката тъкан не само оцелява, но се разраства, образува различни видове неврони и изгражда функционални връзки с нервната система на животните. Резултатите са публикувани в научното списание Nature.

Изследването, ръководено от екипа на невробиолога Серджиу Пашка, е публикувано на 16 септември 2026 г., а на 6 октомври Nature публикува специален анализ на възможностите, които новият модел открива пред изследването на човешкия мозък.

Мозъчните органоиди представляват миниатюрни триизмерни структури от човешки клетки, създадени в лаборатория от стволови клетки. Те имитират определени аспекти от развитието на човешкия мозък и през последните години се превърнаха във важен инструмент за изучаване на неврологични и психиатрични заболявания.

Но лабораторните органоиди имат сериозно ограничение – развиват се изолирано. Те нямат пълния набор от взаимодействия с други мозъчни структури и не позволяват директно да се проследи как дадена промяна в човешките нервни клетки би могла да се прояви в поведението на цял организъм.

За да преодолеят този проблем, учените създали специални имунодефицитни мишки, при които чрез генетична намеса не се развиват части от мозъка, включително неокортексът и хипокампусът. След раждането в образувалото се пространство били трансплантирани човешки кортикални органоиди. Самите изследователи наричат метода „ксенокортикация“ (xenocortication).

Резултатът се оказал впечатляващ. Между втория и третия месец след трансплантацията човешката тъкан увеличила обема си почти пет пъти, като при някои животни заела над 90% от свободното пространство, съобщава Nature.

Още по-важно е, че човешките неврони не останали изолирани. Те изпратили нервни израстъци към други части на мозъка и дори към гръбначния мозък на мишките. Изследванията на електрическата активност показали организирани модели, наподобяващи развиващи се невронни мрежи.

Учените открили и нещо, което досега не е било наблюдавано в подобна лабораторна култура – човешката тъкан образувала клетки, наподобяващи невроните на фон Економо. Този специфичен тип нервни клетки се среща в човешкия мозък и е свързван със социалното познание, а нарушенията му представляват интерес при изследванията на някои невродегенеративни заболявания. За откритието съобщава и Stanford Medicine.

Изследователите анализирали и поведението на животните. Мишките запазили до голяма степен способността си за придвижване, но били установени разлики в координацията на крайниците и организацията на спонтанното поведение. Учените подчертават, че резултатите не означават, че човешката тъкан просто е „заменила“ мозъчната кора на мишката или че животните са получили човешки когнитивни способности.

Експериментът показал и потенциал за изучаване на мозъчни увреждания. При предизвикано хипоксично увреждане на развиващите се човешки клетки учените успели да открият последващи промени в походката на животните. Това дава възможност за нещо трудно постижимо при обикновените органоиди – пряко свързване на промени в човешки нервни клетки с измеримо поведение на жив организъм.

Според авторите технологията може в бъдеще да помогне при изучаването на развитието на човешкия мозък, неврологични и психиатрични заболявания и потенциални терапии. Методът би могъл да даде възможност ефектът от заболяване или експериментално лечение върху човешки неврони да бъде наблюдаван в рамките на функционираща нервна система.

Новата технология обаче поставя и етични въпроси. В отделна редакционна статия Nature призовава за международен надзор върху бързо развиващите се изследвания с мозъчни органоиди. Изданието определя експеримента като значимо постижение, но подчертава необходимостта науката да обсъжда едновременно биологичната безопасност, хуманното отношение към животните и потенциалните етични последици от все по-сложните модели с човешка нервна тъкан.