Впервые в истории ученые восстановили клеточную активность в мертвом мозге

18 April 2019

Впервые ученым удалось вернуть крупицу жизни в мертвый мозг. С помощью новой системы поддержки, нейроученые восстановили некоторые клеточные и молекулярные функции в мозгах свиней, которые были мертвы в течение четырех часов.

Это невероятное достижение, открывающее новый путь изучения мозга посмертно. Возможно, это позволит разработать новые способы восстановления клеток, умерших в результаты травмы мозга или болезни.

(NPG Press/YouTube)
(NPG Press/YouTube)

Со времен публикации в 1818 году культового научно-фантастического романа “Франкенштейн” Мэри Шелли, люди думали о том, как можно вернуть жизнь в мертвый мозг. В новом исследовании ученые занимаются вовсе не этим.

Как объяснил на встрече с журналистами нейроученый Ненад Сестан из Йельского университета, они пытались понять, что происходит в мозге после остановки притока крови. Действительно ли смерть клеток настолько неизбежна?

Команда Сестана разработала систему из трех составляющих под названием BrainEx — от “мозг ex vivo”, то есть “вне организма”. Система состоит из:

  • искусственной субстанции (перфузирующего раствора), которая будет качаться через мозг при температуре около 37 градусов Цельсия, 
  • устройства для накачивания, имитирующего сердце и другие органы, 
  • и хирургического метода, который позволяет изолировать мозг.
Упрощенная схема BrainEx. (Vrselja et al., Nature, 2019)
Упрощенная схема BrainEx. (Vrselja et al., Nature, 2019)

Ни одно животное ради эксперимента не пострадало. Тридцать два мозга свиней забрали напрямую с мясоперерабатывающего завода и через четыре часа после смерти подключили к технологии BrainEx, тем самым смоделировав эффекты продолжительной травмы мозга.

Эксперимент длился шесть часов. В течение этого времени ученые наблюдали явные различия между мозгами BrainEx и контрольными мозгами, которые либо никак не обрабатывались, либо прокачивались контрольной субстанцией.

В мозгах BrainEx сохранялась структура тканей и клеток, клеточная смерть сократилась. Даже восстановились некоторые молекулярные и клеточные функции, включая глиальные и сосудистые реакции на стимул, а также спонтанная синоптическая активность и активный общий метаболизм.

Ниже: Через десять часов после начала эксперимента. Слева нетронутый мозг, справа — BrainEx. Зеленым выделены нейроны, красным — астроциты, синим — ядра клеток.

(Stefano G. Daniele & Zvonimir Vrselja; Sestan Laboratory; Yale School of Medicine)
(Stefano G. Daniele & Zvonimir Vrselja; Sestan Laboratory; Yale School of Medicine)

Важно, что не было ни малейшего признака организованной общей активности, необходимой для нормального функционирования мозга и сознания. Ученые особенно выделили, что это не только не было целью исследования, но если бы они заметили хоть какую-то активность, эксперимент был бы моментально прекращен.

Более того, у команды были подготовлены протоколы анестезии и прекращения эксперимента, если было бы зарегистрировано сознание. В состав перфузирующего раствора BrainEx входит блокатор нейронной активности. Подобное исследование выходит за рамки разработанных протоколов, поэтому команда разработала их самостоятельно под руководством специалиста по биоэтике Йельского университета.

Результаты. Исследование показало, что мозг обладает намного более широкими возможностями по восстановлению клеточных функций, чем предполагалось ранее. BrainEx позволит ученым в динамике изучать последствия травм и эффекты некоторых лекарств. Возможно, это первый шаг к разработке методов лечения инсультов, травм и продолжительного кислородного голодания мозга.

Ученые продолжат заниматься разработкой и оптимизацией новой технологии.

— 
Исседование было опубликовано в
Nature.

PS Вы же подписались на наш Телеграм канал и Youtube? Обязательно подпишитесь!