Человеческий мозг весь покрыт извилинами. Если извилин нет – это означает, что у обладателя такого мозга наличествует серьезное заболевание, лиссэнцефалия, которое приводит к нарушениям в развитии и серьезно сокращает срок жизни человека. Как формируются извилины, в какой момент это происходит? На этот вопрос ответили в Израиле, в Институте Вейцмана (Weizmann Institute of Science). Сотрудники института создали миниатюрные модели мозга из человеческих стволовых клеток и наблюдали за их развитием.

Те органоиды, которые выращивались изначально, были не слишком пригодны для наблюдения – в них не было кровеносных сосудов, и клетки умирали без кислорода и питательных веществ. Кроме того, слишком большой объем тканей в середине мешал исследованиям. Тогда ученые решили сделать плоские модели, ограничив их рост в вертикальном измерении. Это сработало – питательные вещества получали все клетки и можно было полноценно наблюдать за ростом органоида. На вторую неделю такого роста искусственный мозг начал обрастать извилинами, которые сперва появлялись, а затем постепенно углублялись. Такой процесс научные работники наблюдали впервые. Они выяснили, что извилины формируются из-за механической нестабильности, сконцентрированной в цитоскелетах клеток в центре органоида и ядрах клеток поверхности. Внешняя часть органоида росла быстрее внутренней.

После этого ученые провели еще один эксперимент. Они генетически модифицировали органоиды так, что искусственный мозг стал носителем мутации, связанной с лиссэнцефалией. Такие мозги вырастали до тех же размеров, что и «нормальные», но извилин на них было значительно больше, а клетки были в два раза менее эластичны. Специалисты прокомментировали, что их модель не полностью симулирует работу мозга, но ее вполне достаточно для изучения многих его свойств.