Сотрудники НИИ им. Вейцмана, исследуя процесс образования складок коры головного мозга, обнаружили гены, «ответственные» за его повреждения. Предполагается, что открытие поможет во многом понять природу ряда серьезных заболеваний, связанных с мозговой деятельностью.
Как утверждал в свое время Аристотель, человек при рождении подобен «чистому листу» в том, что касается чувств и мыслей. А вот его мозг устроен иначе. Кора мозга визуально напоминает грецкий орех, но в тех случаях, когда младенец появляется на свет с гладкой, как «чистый лист», оболочкой, это может означать серьезное расстройство развития.
Всем известные канавки и расщелины предназначены для сжатия структуры головного мозга в черепе, и они образуются во время эмбрионального развития. Ученые хотят узнать, как создаются такие складки коры головного мозга, биологически и физически. Вопрос, что именно вызывает различные травмы или повреждения в процессе их образования, уже многие годы заботит нейрофизиологов.
Результаты исследований, проведенных израильтянами, опубликованы в престижном научном издании Nature Physics. Ученые из лаборатории профессора Орли Райнер использовали инновационный метод выращивания мозговых клеток для имитации и выявления механизмов, которые вызывают образование складок головного мозга. Им удалось обнаружить группы генов, ответственных за нарушение нормального развития складок, в которых осуществляются некоторые важные функции мозга.
Еще в 1993 году Орли Райнер обнаружила мутацию гена LIS1, ответственную за синдром, приводящий к рождению младенцев с «гладкой» мозговой оболочкой, и, как результат, с черепно-мозговой травмой. В нормальном виде этот ген играет главную роль в формировании цитоскелета.
«Дети, которые рождаются подобным образом, страдают от дисфункции головного мозга. Это вызывает ряд серьезных заболеваний и резко сокращает продолжительность жизни. – поясняет Райнер. – Но, несмотря на проведенные многочисленные исследования, до сих пор неясно, как и почему формируется поврежденный мозг».
По словам Райнер, в последние десятилетия в этих изысканиях произошел прогресс. Ученые из Японии и Австрии создали, с помощью эмбриональных стволовых клеток, мозговые структуры. Их назвали органоидами. «Мы надеялись, что это позволит нам глубже разобраться в процессах развития человеческого мозга. Этого нельзя узнать, экспериментируя на животных, потому что их нормативная мозговая оболочка отлична от человеческой, она чуть ли не идеально гладкая», – поясняет Райнер. Однако вскоре выяснилось, что и предложенная модель имела некоторые недостатки, и не совсем точно имитировала развитие мозга.
Чтобы устранить эти пробелы, физик, доктор Эяль Крецборн, изобрел и применил новый подход к выращиванию органоидов. И вот, на второй неделе развития у «создаваемого им мозга» появились складки, которые стали углубляться. А затем был замечен и ген LIS1, открытый Райнер четверть века тому назад.
Еще до того, как результаты этого опыта израильских ученых были опубликованы, к ним проявлялся огромный интерес. Исследователи не намерены останавливаться на достигнутом, и планируют усовершенствовать работу смоделированного ими «мозга», чтобы попытаться понять природу других заболеваний — таких, как микроцефалия, эпилепсия и шизофрения.
Идо Эфрати, «ХаАрец».