Крыса безмозглая: как нейропластичность помогает выжить

Исследователи из Северо-Восточного университета в Бостоне обнаружили крысу, которая всю жизнь прожила практически без мозга. Тем не менее, зрение, слух, обоняние и координация движений у нее сохранились в той же степени, что и у здоровых сородичей. Необычный случай исследователи описали в статье в журнале Scientific Reports.

В лабораторию профессора психологии Крэйга Ферриса поступила партия крыс для изучения процессов старения. Стандартным этапом работы было МРТ мозга животных. Однако при исследовании крысы R222 коллега Ферриса заметил нечто необычное.

«Когда я посмотрел на экран, я увидел, что у крысы, по сути, не было мозга», — рассказывает ученый.

R222 страдала от сильной гидроцефалии — ее мозг был сплющен до состояния блинчика. Однако он обеспечивал все необходимые функции и позволил крысе дожить до двух лет.

То, что осталось от мозга, было настолько деформировано, что исследователи не сразу смогли распознать сохранившиеся структуры. Так, гиппокамп удалось найти лишь благодаря биохимическим процессам.

Для крысы прожить два года с такой деформацией — настоящее чудо природы, говорит Феррис. По его мнению, изменения происходили с рождения, что позволило мозгу адаптироваться благодаря нейропластичности.

Нейропластичность — это свойство мозга, заключающееся в возможности изменяться под действием опыта, а также восстанавливать утраченные связи после повреждения или в качестве ответа на внешние воздействия. Нейропластичность может проявляться на разных уровнях, от клеточных изменений мозга до крупномасштабных изменений с переназначением ролей в коре головного мозга, как ответная реакция на повреждение конкретных отделов.

Еще в середине ХХ века считалось, что мозг имеет фиксированную структуру и нервная ткань не подвержена изменениям. Сегодня феномен нейропластичности хорошо задокументирован, но случаи, подобные этому — большая редкость.

«У нас была уникальная возможность попытаться понять, как это животное выжило», — говорит Феррис.

Чтобы выяснить, отличается ли R222 от других крыс, исследователи провели ряд экспериментов. Они поместили R222 и ее собратьев в аквариумы из оргстекла и наблюдали, как крысы реагируют на новую среду и объекты вокруг них. Затем ученые протестировали способность крыс находить и запоминать путь из лабиринта, а также ходить по подобию гимнастического бревна.

Со всеми этими задачами R222 справилась не хуже сородичей. Однако новая среда ее не заинтересовала — пока другие крысы изучали пространство, R222 сидела на месте. Но это может быть не связано с изменениями мозга, говорят исследователи — такое поведение встречается при высоком уровне тревоги.

Таким образом, кроме излишней тревожности, R222 ничем не отличалась от сородичей.

Специалисты по искусственному интеллекту задаются вопросом, рассказывает Феррис — насколько маленьким может быть мозг, чтобы выполнять свою работу? Случай R222 показывает, что даже таких размеров достаточно.

Однако, отмечает ученый, для крысы немалая часть жизни связана с обонянием. Неизвестно, как бы такие изменения сказались на человеке.

Впрочем, прожить без половины мозга и даже не заметить этого для человека вполне реально — это подтверждается случаем пожилого мужчины из Подмосковья. Он попал в больницу нарушением кровоснабжения мозга, там-то и выяснилось, что у него нет одного полушария.

«Мужчина был доставлен в районную клиническую больницу на юге Московской области в связи с транзисторной ишемической атакой, — рассказали врачи. — Это преходящее нарушение кровообращения головного мозга по ишемическому типу. В отличие от инсульта при ишемической атаке симптомы не сопровождаются развитием инфаркта мозга (необратимого повреждения участка мозга). У пациента наблюдались проблемы с подвижностью руки и ноги.

Когда радиологи сделали ему КТ, то некоторое время пребывали в недоумении — у пенсионера отсутствовала та часть мозга, где произошла та самая ишемическая атака.

Вместо левого полушария на снимке зияла черная «дыра». Неврологи сделали вывод, что функции всего мозга у этого человека всю жизнь выполняло только оставшееся правое полушарие».

Такая особенность не помешала мужчине прожить 60 с лишним лет, получить высшее образование, отслужить в армии и завести семью. До пенсии мужчина работал по специальности на одном из подмосковных заводов. До последнего времени отсутствие полушария никак не сказывалось на его жизни — он рос нормальным ребенком, у него не выявляли проблем ни с двигательным аппаратом, ни со зрением, ни с психикой.

Когда ишемическая атака сошла на нет и функции конечностей восстановились, врачи отпустили мужчину домой. Обследоваться дальше он отказался, сославшись на то, что не хочет даже задумываться о том, что у него нет одного полушария.