ИДЕТ ПЕРЕСАДКА МОЗГА

Так выглядит в электронном микроскопе мозговая
эмбриональная ткань человека (темного цвета),
прижившаяся в мозге кролика.

В тоненькой пипетке — вещество серовато-розового цвета. На операционном столе под наркозом кролик. У него обнажен крошечный участок мозга. Всего несколько секунд занимает процедура: содержимое пипетки — чужая мозговая ткань — вносится в мозг животного, затем отверстие в черепе прикрывается ранее отогнутой косточкой, небольшая ранка зашивается...

В лаборатории системогенеза Института общей генетики АН СССР завершена очередная операция по пересадке мозговой ткани. Мы уже писали о проводившихся здесь экспериментах — межвидовых пересадках мозга у животных (см. «ТМ» № 12 за 1983 год). Теперь сотрудники лаборатории приступили к новой серии опытов — трансплантации эмбрионального человеческого мозга. Об этих уникальных работах мы попросили рассказать заведующую лабораторией системогенеза, доктора биологических наук Фатиму Атовну Ата-Мурадову.

Мы начали с опытов по пересадке эмбрионального мозга от одного вида амфибий другому. Это было семь лет назад. Затем продолжили эксперименты на млекопитающих — пересаживали, например, мозг эмбриона мыши или крысы кролику. Ряд успешных операций показал: такие трансплантации возможны, чужеродная ткань приживается. Это явилось серьезным подтверждением выдвинутого мной предположения о существовании так называемой мозгоспецифической ДНК, имеющей гены, общие для всех видов животных. Именно эта, наиболее изменчивая и склонная к эволюции фракция ДНК обеспечила опережающую эволюцию мозговых структур в историческом развитии позвоночных, а затем и появление мозга человека.

Почему мы выбрали для нового этапа опытов в качестве трансплантата эмбриональный человеческий мозг? Прежде всего, чтобы доказать возможность его пересадки в другой организм. А еще потому, что у него чрезвычайно высока генетическая активность. Достаточно сказать, что около 1/3 генетической информации, заложенной в организме человека, считывается именно в мозге. Значит, можно было ожидать, что он будет активно взаимодействовать с Мозгом реципиента на клеточном, тканевом и функциональном уровнях.

Каковы же результаты первой серии экспериментов — трансплантаций участка зрительной коры эмбриона человека в аналогичную зону кролика? Во всех опытах трансплантат прекрасно приживался в мозге реципиента. Как же он ведет себя в мозге нового «хозяина»?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо было снять электроэнцефалограмму (ЭЭГ) с участков, где была операция. ЭЭГ снимали также с соответствующих (контрольных) зон соседнего полушария. Поскольку в эксперименте «задействована» зрительная кора мозга, то прежде всего мы исследовали реакцию животного на свет. Для этого с частотой от 1 до 10 раз в секунду перед глазами кролика зажигалась яркая лампочка. На энцефалограмме хорошо видна реакция в зрительной коре. По амплитуде и диапазону частот в зоне трансплантата она намного сильнее, чем в контрольной. Реакция на запах (на ЭЭГ она характеризуется определенными изменениями) в пункте трансплантации также усиливается — возникает раньше и дольше не «затухает». Такая картина свидетельствует о том, что в результате пересадки и приживления мозговой ткани человека происходит так называемая «сверхоптимизация» функций мозга кролика. В чем причина этого явления?

Весьма вероятно, что при пересадке в результате разрушения клеток мозга «хозяина» выделяются биологически активные вещества, которые вызывают разнообразные процессы, в частности, разрушая мембраны клеток «чужака», обеспечивают доступ его генетического материала в свои клетки и наоборот. Происходит своего рода обмен генетическим материалом, блок эмбрионального мозга человека «встраивается» в мозг «хозяина», между ними возникают функциональные и системные связи. Подобный «синтез» приводит к повышению функциональной активности мозга животного. Однако вследствие того, что количество донорского мозга очень незначительно, он «подчиняется» режиму работы мозга реципиента — поведение кролика не изменяется.

Проведенные эксперименты имеют прежде всего большое теоретическое значение — позволяют лучше понять свойства мозга, чтобы наиболее полно использовать его возможности. Подобные опыты на человеке, разумеется, проводить непозволительно. Эксперименты на животных накапливают уникальный фактический материал, который может представить огромную практическую ценность в будущем. Ученые осваивают операции по трансплантации участков мозга. Это тонкая, пока еще мало освоенная область нейрохирургии. В перспективе возможно с помощью пересадок мозга исправлять различные психические и неврологические дефекты. Мы знаем, как тяжелы последствия травм спинного мозга. В месте травмы часто образуется рубец из соединительной ткани из-за чрезвычайно длительного прорастания нервных волокон к поврежденному участку. Избежать этого удастся, пересадив больному соответствующий сегмент спинного мозга, взятого у эмбриона. Так как эмбриональный мозг развивается стремительными темпами, нейроны скорее, чем соединительная ткань, установят контакты с другими нервными клетками — рубец не образуется.

Навыки по пересадке мозга также пригодятся при нейрохирургических операциях, когда врач вынужден удалять часть мозга. Его место можно заполнить быстро развивающимся эмбриональным материалом, специфическим свойством которого является незрелость иммунной системы. Он легче, чем взрослый мозг, освоится в чужом организме и приживется в нем.

Однако такие операции — дело будущего. Сегодня наша задача — тщательные эксперименты на животных для еще более глубокого изучения свойств мозга.

Записала Наталья ШАЛОВА