İnsan beynini heyvana köçürdülər - NƏTİCƏ?

Stenford Universitetinin alimləri insan sinir toxumasından hazırlanmış mini-beyin strukturlarını siçanların beyninə köçürüblər. Nəticədə insan hüceyrələrindən ibarət toxuma siçanın beyin qabığının böyük hissəsini tutub və onun sinir sistemi ilə əlaqə yaradıb. Bəs bu siçanlar daha ağıllı olublar? Xeyr. Lakin təcrübə beyin xəstəliklərinin öyrənilməsi üçün mühüm yeni imkanlar aça bilər.

İlk baxışdan bu təcrübə elmi fantastika filminin süjetinə bənzəyir. Lakin söhbət həqiqi elmi araşdırmadan gedir. Stenford Universitetinin alimləri insan sinir toxumasından laboratoriyada yetişdirilmiş kiçik strukturları — beyin orqanoidlərini — xüsusi olaraq hazırlanmış siçanların beyninə köçürüblər. Bu siçanların beyin qabığı normal inkişaf etmirdi.

Nəticədə insan toxuması siçanın beynindəki boş sahənin böyük hissəsini tutub və heyvanın mövcud sinir sistemi ilə əlaqələr yaradıb.

İnsan beyninin mini-versiyası nədir?

Beyin orqanoidləri laboratoriyada insan kök hüceyrələrindən yetişdirilən kiçik, üçölçülü sinir toxuması strukturlarıdır. Onlar tam insan beyni deyil. Lakin müəyyən xüsusiyyətlərinə görə insan beyninin inkişafının ayrı-ayrı mərhələlərini və sinir hüceyrələrinin davranışını öyrənməyə imkan verir. Bu yanaşmanın yaranmasının əsas səbəblərindən biri çox sadə problemdir: insan beynini canlı vəziyyətdə araşdırmaq son dərəcə çətindir.

Alimlər buna görə uzun illər siçanlardan və digər laboratoriya heyvanlarından model kimi istifadə ediblər. Amma insan beyni ilə heyvan beyninin quruluşu və fəaliyyəti arasında ciddi fərqlər var. Məsələn, psixi xəstəliklərin mexanizmini siçanlarda tam şəkildə modelləşdirmək mümkün olmaya bilər. Çünki insanlarda depressiya, psixoz və digər pozuntuların arxasında çox mürəkkəb və bir-biri ilə əlaqəli neyron şəbəkələri dayanır.

Əvvəlki təcrübələrdə problem nə idi?

Stenford komandası daha əvvəl də insan beyni orqanoidlərini gəmiricilərin beyninə yerləşdirib. 2022-ci ildə alimlər insan beyni orqanoidlərini yeni doğulmuş siçovulların beyninə köçürmüşdülər. İnsan neyronları burada siçovulların sinir sistemi ilə əlaqə yaratmağa başlamışdı. Məsələn, heyvanların bığlarına toxunulduqda insan neyronlarının da reaksiya verdiyi müşahidə edilmişdi.

Lakin əvvəlki üsulun bir problemi var idi: insan toxuması gəmiricinin beynində özünə yer uğrunda heyvanın hüceyrələri ilə rəqabət aparırdı. Buna görə insan toxuması beynin yalnız müəyyən hissəsini tuta bilirdi. Yeni təcrübədə alimlər bu problemi başqa üsulla həll ediblər.

Alimlər siçan beynində “boş yer” yaradıblar

Tədqiqatçılar genetik olaraq dəyişdirilmiş siçanlar hazırlayıblar. Bu heyvanlarda beynin ən vacib hissələrindən biri olan neokorteksin inkişafı ciddi şəkildə məhdudlaşdırılıb. Beləliklə, siçanların beynində insan toxumasının yerləşməsi üçün kifayət qədər boş sahə yaranıb. Orqanoidlər siçanlar təxminən 10 günlük olanda onların beyninə köçürülüb.

Sonrakı aylarda insan toxuması sürətlə böyüyüb. İkinci və üçüncü aylar arasında onun həcmi təxminən beş dəfə artıb. Üç ay sonra insan mənşəli toxuma siçanın beyin qabığının təxminən 91,9 faizini təşkil edib. Daha maraqlısı isə budur ki, insan neyronları siçanın beynində qalan sinir hüceyrələri ilə əlaqələr yaradıb. Bəzi sinir lifləri hətta onurğa beyninə qədər uzanıb. Tədqiqatçılar insan toxumasında insanlara və bəzi iri məməlilərə xas olan von Ekonomo neyronlarına bənzər xüsusi hüceyrələr də aşkar ediblər. Bu hüceyrələrin sosial davranış və bəzi neyrodegenerativ xəstəliklərlə əlaqəli olduğu düşünülür.

Bəs “insan-siçan” daha ağıllı oldu?

Xeyr. Tədqiqatın ən çox diqqət çəkən suallarından biri məhz bu olub. Alimlər hibrid siçanların davranış və yaddaş qabiliyyətlərini müxtəlif testlərlə yoxlayıblar. Nəticədə onların adi siçanlardan daha ağıllı olduğu aşkar edilməyib. Məsələn, siçanların elektrik cərəyanı ilə cəzalandırıldığı yeri yadda saxlaması ilə bağlı testdə insan toxuması yerləşdirilmiş siçanlar bunu normal şəkildə bacarmayıblar.

Ümumilikdə onların davranışı normal siçanlardan daha çox beyin qabığı inkişaf etməmiş siçanların davranışına bənzəyib. Deməli, laboratoriyada insan neyronlarını siçanın beyninə yerləşdirmək avtomatik olaraq “super-siçan” yaratmır.

Əsl məqsəd siçanı ağıllandırmaq deyil

Alimlərin məqsədi heç vaxt “insan kimi düşünən siçan” yaratmaq olmayıb. Əsas məqsəd insan beyninin xəstəliklərini daha yaxşı öyrənməkdir. İnsan beyni orqanoidlərini laboratoriyada sadəcə Petri qabında yetişdirmək müəyyən məlumatlar verir. Lakin orqanoidlərin real orqanizmdə — qan dövranı, sinir sistemi və digər bioloji proseslərlə qarşılıqlı əlaqədə necə davrandığını öyrənmək daha çətindir. Yeni yaradılmış siçan modeli bu baxımdan mühüm imkan yaradır.

Tədqiqatçılar insan toxumasının real orqanizmdə necə inkişaf etdiyini, digər sinir hüceyrələri ilə necə əlaqə yaratdığını və xəstəliklərə necə reaksiya verdiyini müşahidə edə bilirlər.

Təcrübənin ən maraqlı hissəsi: oksigen çatışmazlığı

Alimlər daha sonra hibrid siçanları ciddi hipoksiyaya - oksigen çatışmazlığına məruz qoyublar. Heyvanlar beş saat ərzində normaldan təxminən dörd dəfə az oksigen olan hava ilə nəfəs alıblar.

Bu təcrübə ağır doğuş zamanı uşağın beynində yarana biləcək oksigen çatışmazlığını modelləşdirmək üçün aparılıb. Belə vəziyyətlər sonradan, məsələn, uşaq serebral iflicinin yaranmasına səbəb ola bilər. Nəticədə maraqlı fərq ortaya çıxıb. Oksigen çatışmazlığının göstəriciləri insan mənşəli toxumada daha aydın müşahidə edilib. Eyni dəyişikliklər siçanın öz sinir toxumasında demək olar ki, görünməyib.

Hibrid siçanların yerişində də dəyişiklik yaranıb: onlar tarazlıqlarını itirməmək üçün daha çox hallarda eyni anda üç-dörd ayaq üzərində dayanmağa başlayıblar. Bu dəyişiklik məhz hibrid heyvanlarda daha güclü olub. Bu nəticə alimlər üçün çox vacibdir. Çünki adi siçan modellərində insan beyninin oksigen çatışmazlığına reaksiyasındakı bəzi xüsusiyyətləri görmək mümkün olmaya bilər.

Bu, gələcəkdə dərmanların sınağına kömək edə bilər

Tədqiqatın əsas potensialı məhz buradadır. Alimlər gələcəkdə bu tip “insanlaşdırılmış” beyin modellərindən müxtəlif xəstəliklərin mexanizmini öyrənmək və yeni dərmanların effektivliyini yoxlamaq üçün istifadə edə bilərlər. Xüsusilə:

• beyin inkişafı pozuntuları;
• serebral iflic;
• autizm spektri pozuntuları;
• neyrodegenerativ xəstəliklər;
• digər nevroloji xəstəliklər üzrə tədqiqatlar üçün belə modellər əhəmiyyətli ola bilər.

İnsan beyni hüceyrələrinin heyvana köçürülməsi etik suallar da yaradır

Təcrübə elmi baxımdan mühüm olsa da, onun etik tərəfi də ciddi müzakirələrə səbəb olur. Əsas suallardan biri belədir: insan mənşəli sinir toxuması heyvan beyninin böyük hissəsini təşkil etdikdə, heyvanda insanlara xas şüur və ya düşüncə xüsusiyyətlərinin yaranması mümkündürmü? Hazırkı təcrübə belə bir nəticə göstərmir.

Əksinə, davranış testləri insan toxumasının siçanları daha ağıllı etmədiyini göstərib. Tədqiqatçılar da hazırkı texnologiyanın “insan kimi düşünən heyvan” yaratmağa imkan vermədiyini vurğulayırlar.

Lakin texnologiya inkişaf etdikcə bu məsələlərin daha ciddi etik nəzarət tələb edəcəyi düşünülür. Təcrübələrin təhlükəsizliyi, heyvanların rifahı, hüceyrə donorlarının razılığı və mümkün idrak dəyişikliklərinin necə qiymətləndiriləcəyi artıq elmi ictimaiyyətdə müzakirə olunur.

Niyə insan neyronları siçanı “insana” çevirmir?

Bunun əsas səbəbi insanı insan edən xüsusiyyətlərin yalnız ayrı-ayrı neyronlardan ibarət olmamasıdır. İnsan beyninin üstün mürəkkəbliyi neyronların sayından başqa onların təşkilatlanması, əlaqələri, inkişaf prosesi və uzun illər ərzində formalaşan öyrənmə mexanizmləri ilə bağlıdır. Üstəlik, insan beyni çox uzun müddət ərzində inkişaf edir.

Tədqiqatda istifadə edilən insan toxuması altı ay sonra belə inkişaf baxımından hələ insan dölünün hamiləliyin ikinci trimestrindəki beyin qabığına bənzəyirdi. Bu səbəbdən insan hüceyrələrini siçanın beyninə yerləşdirməklə “super-siçan” yaratmaq mümkün deyil. “Pinky and the Brain” reallığa çevriləcək? Hələ yox.

Sadəcə insan beyni orqanoidlərinin heyvan beyninə köçürülməsi ilə siçanın danışması, oxuması, hesablaması və ya insan səviyyəsində düşünməsi mümkün deyil.Bunun üçün daha mürəkkəb texnologiyalar lazım olardı.

Məsələn, alimlər insanlarda nitqin inkişafı ilə əlaqələndirilən FOXP2 geninin xüsusi xüsusiyyətlərinin heyvanlarda tətbiq edilməsini mümkün gələcək ssenarilərdən biri kimi nəzərdən keçirə bilərlər. Amma bu artıq tamam başqa səviyyəli bioloji müdaxilə olardı.

Hazırkı təcrübənin əsl əhəmiyyəti isə daha praktikdir: alimlər insan beynini daha yaxşı anlamaq üçün onun canlı orqanizmdə necə işlədiyini araşdırmağa imkan verən yeni model yaradıblar. Yəni məqsəd siçanı insanlaşdırmaq deyil.Məqsəd insan beynini daha yaxşı başa düşməkdir.