Сколько мозгов у свиньи

Опубликовано: 23.04.2024

Прародителем домашних свиней является дикий кабан, относящийся к роду парнокопытных нежвачных. В настоящее время этих сельскохозяйственных животных разводят во многих странах мира. Но наиболее популярны они в Европе, России и государствах Восточной Азии.

Внешний вид свиньи

От своих предков, диких кабанов, домашние свиньи отличаются не слишком сильно. Единственное, поросята обычно не бывают покрытыми такой густой шерстью. Практически идентична и анатомия свиньи и дикого кабана.

Отличительными особенностями домашних поросят являются:

компактное телосложение;
ноги с копытцами;
представленный щетиной волосяной покров.

Удлиненная морда, заканчивающаяся пяточком, служащим при поисках пища для разрыхления почвы — это, конечно же, также один из основных характерных признаков свиньи. На фото ниже можно видеть, насколько удобно поросятам пользоваться этим своим органом даже при содержании в домашних условиях. Представляет собой пятачок свиньи хрящевой подвижный диск.

По форме головы свиньи можно, помимо всего прочего, определить и ее вид. У представителей мясных пород она несколько удлинена. У сальных поросят эта часть тела имеет более округлую форму.

Анатомия свиньи: опорно-двигательная система

Относятся поросята к классу млекопитающих. Скелет этих животных представлен примерно 200 костями. При этом выделяют следующие их разновидности:

длинные трубчатые;
короткие;
длинные изогнутые;
пластинчатые.

Сам скелет свиней состоит из нескольких отделов:

черепа;
шеи;
туловища и хвоста;
конечностей.

Мышечная система свиньи представлена гладкой мускулатурой и скелетными мышцами. Кости в организме этих животных соединяют коллагеновые волокна, образующие суставы. В общей сложности у свиней насчитывается несколько непарных и порядка 200-250 парных мышц.

Пищеварительная и выделительная система

Поросята — животные практически всеядные. И пищеварительная система у свиней развита, конечно же, очень хорошо. Основными ее отделами являются:

ротовая полость;
глотка и пищевод;
однокамерный желудок;
толстый и тонкий кишечник;
прямая кишка;
анус.

За фильтрацию крови и нейтрализацию вредных веществ у свиней, как и у любых других млекопитающих, отвечает печень. Желудок у этих животных располагается в левом подреберье, а поджелудочная железа — в правом.

Мочеполовая система

Одним из безусловных преимуществ свиней как сельскохозяйственных животных является высокая плодовитость. Половая система хряков представлена следующими органами:

мошонкой и семенником;
протокой и семенным канатиком;
мочеполовым каналом;
половым членом;
специальной кожной складкой, прикрывающей член — препуцией.

Половая система свиньи-самки представлена следующими органами:

яичниками;
маточными трубами;
маткой и влагалищем;
наружными органами.

Половой цикл у свиньи может длиться от 18 до 21 дня. Детенышей эти животные вынашивают 110-118 дней. У одной свиноматки может рождаться до 20 детенышей. Это даже больше, чем у славящихся своей плодовитостью кроликов.

Мочеполовая система свиньи представлена также:

парными почками;
мочеточниками;
мочевым пузырем;
мочеиспускательным каналом.

У самцов мочеиспускательный канал, помимо всего прочего, проводит и половые продукты. У свинок он открывается в преддверие влагалища.

Нервная система

Свиньи — животные высокоразвитые. Считается, что по интеллекту они близки к собакам. Этих животных, к примеру, без труда можно научить выполнять разного рода команды. Как и собаки, свиньи способны издалека возвращаться в те места, где они когда-то проживали.

Нервная система этих животных представлена:

головным и спинным мозгом с ганглиями;
нервами.

Мозг у этих животных имеет два полушария с извилинами и покрыт корой. Масса его у свиней колеблется в пределах 95-145 г. Длина спинного мозга у этих животных может быть равна 119-139 см.

Сердечно-сосудистая система

Как и у других млекопитающих, центральным органом кровообращения у свиней является сердце. Форму оно имеет конусовидную и продольной перегородкой разделено на правую и левую половину. Ритмически сокращаясь, сердце свиньи гонит кровь по всему ее телу. Каждая половина сердца животных, в свою очередь, разделена поперечными клапанами на желудочек и предсердие.

Кровь свиней состоит из плазмы и плавающих в ней эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Из сердца по организму животных оно течет по артериям, возвращается же к нему — по венам. Также кровеносная система свиньи представлена капиллярами, через стенки которых в ткани поступает кислород.

Разного рода инородные частицы и микроорганизмы обезвреживаются в организме этих животных в лимфатических узлах.

Особенности строения кожи свиней

Толщина кожи поросят может варьироваться в пределах 1.5-3 мм. У породистых же свиней этот показатель и вовсе может быть равен всего 0.6-1 мм. При этом подкожный слой у поросят содержит очень большое количество жиров и может достигать огромной толщины.

У половозрелых самцов по бокам плечевого пояса и груди имеется щит, состоящий из уплотненных пучков с жировыми прокладками. Это образование защищает кабанов во время драк в период половой охоты.

Жесткие волоски щетины на коже свиней чередуются с мягкими. Густота волосяного покрова у поросят разных пород может быть неодинаковой. В большинстве случаев в хозяйствах разводятся, конечно же, голые поросята. Но существуют и породы, представители которой покрыты густой шерстью, примерно такой же, как дикие кабаны.

Анализаторы, органы слуха и зрения

Сердечно-сосудистая система свиньи развита, таким образом, очень хорошо. То же самое касается и других органов поросят. К примеру, обонянием свиньи отличаются просто превосходным.

Ответственный за восприятие запахов орган у этих животных расположен в носовом ходу и состоит из:

обонятельного эпителия;
рецепторных клеток;
нервных окончаний.

Осязание у свиней осуществляется рецепторами опорно-двигательного аппарата, слизистыми и кожей. Органами же вкуса у этих животных являются сосочки, расположенные в слизистой ротовой полости. Глазные яблоки у свиней зрительным нервом соединяются с головным мозгом.

Уши этих животных состоят из следующих отделов:

улитковой части;
проводящих путей;
мозговых центров.

Сходства и различия свиньи и человека

Люди, как хорошо всем известно, относятся к классу приматов и произошли от обезьяны. Чисто внешне человек, безусловно, больше всего напоминает именно это животное. То же самое касается и строения внутренних органов. Однако и к свинье в плане физиологии и анатомии человек стоит довольно близко.

К примеру, как и люди, поросята являются животными всеядными. Считается, что и приручены они когда-то были именно из-за этого. Дикие кабаны охотно питались остатками человеческой пищи. Единственной разницей между людьми и свиньями в этом плане является то, что у последних в ротовой полости имеется меньше рецепторов горького вкуса. Сладкое и горькое поросенок воспринимает несколько по-другому, чем человек.

Как известно, сердце свиньи по строению мало чем отличается от сердца человека. Поросят медики даже пытаются использовать в этом плане как доноров и для людей, и для обезьян. Сердце поросят весит 320 г, у человека — 300 г.

Очень похожа на человеческую и кожа свиньи. Эти животные, как и люди, могут даже загорать. Схожи по строению у людей и свиней также:

глаза;
печень;
почки;
зубы.

В желтой прессе иногда даже мелькает информация о том, что иногда свиноматок в США и Китае используют для вынашивания человеческих эмбрионов.

Что думают ученые

Разводят поросят люди достаточно давно. И анатомия свиней изучена, конечно же, просто отлично. Однако однозначного ответа на вопрос о том, почему поросята и приматы настолько похожи, к сожалению, не существует. В этом плане имеется только несколько непроверенных гипотез. К примеру, некоторые ученые считают, что сама свинья когда-то произошла от примата.

Этой невероятной гипотезе даже существует подтверждение. На острове Мадагаскар исследователями были найдены ископаемые останки лемуров, имеющих длинную морду с пятачком. Как и свиньи, эти животные когда-то разрывали носом землю в поисках еды. При этом вместо копыт они имели пятипалую, как у человека, руку. Да и у эмбрионов современных свиней, как это ни странно, присутствует закладка пятипалой руки и мордочки, как у примата.

Своеобразным подтверждением того, что поросята когда-то были приматами, являются и древние легенды. К примеру, в одном из преданий жителей острова Бот утверждается, что в древние времена герой Кат сделал людей и свиней по одному образцу. Однако позднее поросята захотели иметь свои отличия и начали ходить на четырех ногах.

Болезни людей и свиней

Учеными было замечено, что сходство людей и свиней не ограничивается анатомическим строением органов. Практически одинаковые у приматов и поросят и болезни. К примеру, у свиней, как и у людей, в старости может диагностироваться болезнь Альцгеймера. Также поросята очень часто страдают ожирением. Может наблюдаться у этих животных и болезнь Паркинсона. Свинья на фото ниже страдает именно такой болезнью.

Трансгенные животные

Сердце и другие органы у поросят и людей схожи. Но все-таки они неидентичны. Опыты по пересадке свиных органов людям оканчиваются пока, к сожалению, неудачами из-за отторжения тканей. Чтобы решить эту проблему, ученые начали выводить специальных трансгенных свиней. Для того чтобы получить таких поросят, в зародыш вводят два человеческих гена и отключают один свиной.

Многие ученые считают, что опыты по выведению трансгенных свиней в будущем на самом деле могут помочь решить проблему отторжения тканей при пересадке органов. Подтверждения этому, кстати, уже имеются. К примеру, в 2011 г. российские хирурги успешно пересадили пациентке клапан сердца трансгенной свиньи.

Сходство на генетическом уровне

Анатомия и физиология свиней таковы, что они, по мнению некоторых ученых, являются точной биологической моделью человека. По строению ДНК к людям, конечно же, ближе всего находятся обезьяны. К примеру, различия в генах человека и шимпанзе составляет всего 1-2 %.

Но и свиньи в плане строения ДНК находятся достаточно близко к человеку. Сходство у ДНК человека и свиньи, конечно, не такое большое. Однако ученые выяснили, что у людей и поросят некоторые виды белков очень схожи по составу. Именно поэтому поросят когда-то активно использовали для получения инсулина.

В последнее время в научном мире вызывают много споров такая тема, как выращивание внутри поросят человеческих органов. Чисто теоретически проведение подобных процедур ничего невозможного собой не представляет. Ведь геном человека и свиньи действительно в чем-то схож.

Для получения органов стволовые клетки людей можно просто помещать в яйцеклетку свиноматки. В результате будет развиваться гибрид, из которого в дальнейшем вырастет не полноценный организм, а лишь один какой-то орган. Это может быть, к примеру, сердце или селезенка.

Конечно, выращенные внутри свиней органы могли бы спасти жизни многих людей. Однако многие ученые являются противниками этого метода. Во-первых, проведение подобных опытов, конечно же, негуманно по отношению к самим свиньям. Во-вторых, считается, что выращивание в свиньях органов для людей может привести к появлению новых генномодифицированных возбудителей болезней, способных унести жизни миллионов людей.

Геном человек-свинья

Кровь свиней биологически на 70 % совпадает с кровью человека. Это сделало возможным проведение одного очень интересного эксперимента. Ученые взяли беременную свиноматку и ввели эмбрионам белую кровь человека, содержащую наследственную информацию. Беременность у животного закончилась успешными родами.

В крови появившихся на свет поросят исследователи в последующем обнаружили клетки, содержащие большие участки как человеческих, так и свиных хромосом. Это, конечно же, стало настоящей сенсацией в научном мире. Помимо всего прочего, такие клетки в организме поросят оказались еще и устойчивыми. То есть сохранялись длительное время после рождения. Проще говоря, учеными впервые был получен стабильный геном человек-свинья. Конечно же, таких клеток в организме испытуемых поросят было немного и на людей животные никоим образом похожи не были. Однако человеческого материала в самом полученном геноме содержалось более трети.

Другие исследования ученых

Как бы там ни было, анатомия свиней изучена хорошо, и идея использования этих животных в качестве доноров выглядит достаточно привлекательной. Большинство ученых при этом считают, что ничего невозможного в этом нет. Наработки у исследователей в этом плане уже сейчас имеются довольно серьезные. К примеру, ученым удалось выяснить, что взятые из организма поросят нервные клетки способны ставить на ноги парализованных людей.

Из свиного коллагена уже сегодня изготавливаются очень качественные контактные линзы. Хрящевые клетки ушей поросят используются для выращивания искусственной груди. Также учеными была создана свинья, вырабатывающая полезные для человеческого сердца жирные кислоты Омега-3.

Свиньи входят в десятку самых "умных" животных .

Свинья – один из старейших друзей человека на планете. И тем не менее, люди незаслуженно оскорбляют хавроний, выражаясь «туп как свинья». Это, наверное, можно отнести лишь на счёт тёмного недомыслия. Свиньи сильны и умны. Подтверждением этих слов может служить тот факт, что они успешно существуют и процветают на планете Земля в течение уже не одного десятка миллионов лет. Сейчас насчитывается около миллиарда похрюкивающих, роющих землю, поглащающих пищу и думающих свиней. Именно, думающих, иначе, чем объяснить подобный успех эволюционирования.

А теперь поговорим о выдающемся уме наших милых хрюшек. С анатомической точки зрения мозг свиньи походит на человеческий – уменьшинная версия. Наличие выемок и извилин свидетельствуют об интелекте. Удивительные умственные способности пятачков стали объектом пристального изучения многими учеными. Результаты экспериментов только подтвердили правоту моих слов. Так, например, свинтусам предлагалось поиграть в видео игру - с помощью джойстика загнать красный шар на синее поле. Задачка была успешно решена. При этом испытуемые, обязательно, поощрялись вкусненькими деликатесами. Подобная задачка ставилась и перед обезьянами, и перед собаками. И те, и другие справились. Но вот свиньи оказались более быстрыми при решении.

Считается, что свиньи способны к абстрактному мышлению, могут оценивать информацию, усваивать новые манеры поведения и преминять их в новой среде. Это - некий набор навыков, и люди этим пользуются, в первую очередь дрессировщики. Дрессировка свиней – это работа с их естественными нормами поведения. Так, например, свинтусы считают, что ведя себя определенным образом можно получить что-то вкусненькое. Хавроньи учатся все время, осваивая новые поведенчиские манеры. Показательным можно назвать следующий пример, одному поросенку предложили загнать мячик для гольфа в импровизированную переносную пластмасовую лунку и получить лакомство. У свина очень долго ничего не получалось. Но он нашел гениальное решение – переложил пластмасовую лунку на мячик. Поистинне, если гора не идет к Магомету, то… Решение верное, а каким образом – неважно. Это указывает на то, что свиньи видят цель и видят разные способы ее достижения. А также можно наверное утверждать, что поиск пищи и есть двигатель прогресса. Что еще раз подтверждает сказанное в первом абзаце статьи.

Ученые считают, что свиньи наделены определенным самосознанием. Это подтверждает опыт с зеркалами, проведенный британскими зоологами в университете Кембриджа. Перед испытуемыми хрюшками разместили зеркало. Дали время им ознакомиться с незнакомым предметом. Животные занялись активными исследованиями – постепенно с осторожность подходили к диковинке, после тыкались в нее пятачком и обязательно заглядывали за зеркало. Процесс ознакомления с объектом и отражением себя любимых в нем занял пять часов. Затем, хавроний развели по одноместным загонам и разместили в них зеркала так, чтобы было видно отражение миски с милыми свинской душе вкусностями, спрятанными от обычного взгляда перегородкой. В результате семь из восьми «обученных» отправились на поиски угощения и довольно быстро нашли его. Вывод напрашивается сам – свиньи упорядочивают свои наблюденя и воспоминания, чтобы примерять на себя новую ситуацию, после чего предпринять определенные действия и, апофеоз, добиться нужного результата.

Свиньи больше похожи на людей, чем мы себе представляем. Свиньи являются донорами мозговых клеток для больных паркинсонизмом. Собственно, они наше отражение. Возможно мозг свиньи поможет раскрыть секреты человеческого разума. Свиньи, поистинне, часть нас.

Их эмоциональная сторона жизни может многое раскрыть о нас, людях. Специалисты Университета Ньюкасла провели уникальный эксперимент, который доказал, что на настроение свиней влияет их удовлетворенность условиями жизни. Ученые научила свиней ассоциировать звук колокольчика с лакомством - яблоком, а шуршание пластикового мешка с неприятным для животных ультразвуковым сигналом. Затем, свиней разделили на две группы. Первую поместили в лучшие условия - больше пространства, много соломы и игрушек, а другую – в тесное помещение и без развлечений. После этого исследователи начали производить неясный звук типа скрипа, изучая реакцию подопытных. Оказалось, что все животные первой группы восприняли звук как звон колокольчика, и приготовились к угощению. А свиньи второй группы не были столь оптимистичны, приняв шум за шуршание пластикового пакета, которое не сулило ничего приятного. По словам ученых, такое поведение животных похоже на то, как ведут себя люди, например, когда их вызывает к себе начальник: если у человека выдался плохой день, он ожидает нагоняя, а если у него прекрасное настроение, он думает о похвалах и премиях. Возможно, животные испытывают те же чувства, что и люди?

Или вот еще, вероятно, никто не будет отрицать, что стресс может быть источником агрессии как у свиней, так и у людей. Особенно, если стресс имел место в раннем возрасте. «А что со свинтусами не так?», - спросите Вы. Так у свиней - это отлучение поросят, пардон, от титьки раньше времени. Поросята очень привязаны к матерям, и расставание для них протекает очень болезненно. Поросенок плохо ест и сильно теряет в весе. Вот такая «тонкая» натура. Не зря академик Павлов заявлял, что самым нервным из окружающих человека животных является именно свинья.

И на последок, шутка из Рунета: « На биологии мы разрезали мозг свиньи, рассматривали его и делали записи
xxx: один кретин попытался стырить пару кусков, хрен знает зачем
xxx: препод повернулся к нему и сказал: «Правильно-правильно. А теперь возьми этот кусочек в рот и наслаждайся ощущением наличия мозга в своей голове». Домыслите,надеюсь, сами.

Учёным удалось восстановить некоторые функции мозга у свиней через четыре часа после смерти животных.
Фото Global Look Press.

Нейроны (зелёные), астроциты (красные) и ядра клеток (синие) в гиппокампальной области мозга свиней. Изображение слева – это мозг животного из контрольной группы, а изображение справа - мозг, подпитан
Иллюстрация Stefano G. Daniele & Zvonimir Vrselja; Sestan Laboratory; Yale School of Medicine.

Группа учёных под руководством Нинада Систана (Nenad Sestan) из Школы медицины при Йельском университете восстановила некоторые функции мозга свиней спустя четыре часа после смерти животных.

Исследование, которое уже успели окрестить экстраординарным, поднимает некоторые этические вопросы и может вызвать новые споры об определении смерти. Но обо всём по порядку.

На сегодняшний день нейробиологи способны сохранять клетки мозга в лаборатории только в течение нескольких недель. Однако излишне говорить, что изучение групп клеток в чашке Петри – это далеко не то же самое, что изучение полноценного мозга. По этой причине учёные пытаются понять различные процессы, которые происходят в мозге после его смерти, надеясь научиться предотвращать хотя бы некоторые из них и получить в своё распоряжение "мозг в пробирке".

Не секрет, что мозг нуждается в кислороде. Согласно общепринятому мнению, когда мозг лишается кислорода (пусть и на короткий срок), нейроны умирают в течение нескольких минут, что становится причиной возникновения серьёзных повреждений мозга. Впрочем, с этим утверждением можно поспорить, считает группа Систана.

Учёные получили со скотобойни 32 мозга свиней, поместили их в сферические камеры и наполнили питательными и защитными химическими веществами.

Такая система называется BrainEx, и ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о ней. Год назад группа Систана уже использовала BrainEx, тогда учёные восстановили кровообращение в мозге обезглавленных свиней и сохранили "реанимированные" органы на протяжении 36 часов.

Вкратце напомним, что система BrainEx включает в себя искусственную кровь, нагретую до температуры тела, нагреватель и насосы. Технология позволяет подключить мозг к замкнутому циклу из трубок и резервуаров, где циркулирует красная перфузионная жидкость. Последняя способна переносить кислород к стволу мозга, мозжечковой артерии и областям, расположенным глубоко внутри в центре мозга.

В рамках недавней работы учёные протестировали систему на мозге свиньи, который был подключен к BrainEx спустя четыре часа после смерти животного (таким образом, орган пережил четыре часа без кислорода).

Мозг был подключён к системе в течение шести часов, в это время учёные тщательно отслеживали его активность. Всё это привело к частичному восстановлению клеточной функциональности, наряду с предотвращением отёка и других факторов, ответственных за повреждение и смерть клеток. Система уменьшила гибель нейронов и других клеток.

Некоторые метаболические процессы возвращались, наблюдалась спонтанная активность синапсов.

"Всё это было удивительно", – делится впечатлениями Звонимир Врселя (Zvonimir Vrselja), который провёл большую часть экспериментов.

Эксперимент мог бы продолжаться и дольше шести часов, но учёные остановились на этом этапе.

Важно отметить, что электрофизиологический мониторинг мозга не выявил никакой нейронной активности, которая могла бы указывать на сознание или способность воспринимать окружающую среду и испытывать такие ощущения, как боль и страдание. Впрочем, учёные были готовы и к такому "оживанию" мозга.

Как пишут авторы работы, в случае, если бы это произошло, мы были готовы быстро реализовать контрмеры, включая снижение температуры мозга, чтобы уменьшить метаболическую активность и/или введение общих анестетиков.

Исследователи также получили одобрение от нескольких этических органов, включая Институциональный комитет по содержанию и использованию животных при Йельском университете и рабочую группу по нейроэтике Национального института здравоохранения США. Более того, специалист по биоэтике Стивен Латам (Stephen Latham) из Междисциплинарного центра по биоэтике Йельского университета внёс свой вклад в новое исследование и является его соавтором.

(Собственно, такие меры особенно важны в связи с недавним скандалом, связанным с ГМ-близнецами. Мы подробно рассказывали о громком заявлении китайского учёного о рождении первых в мире детей с исправленной ДНК.)

Цель недавнего эксперимента состояла в том, чтобы "лучше понять, как клетки мозга реагируют на остановку кровообращения" и "проверить, могут ли некоторые клеточные функции быть восстановлены в мозге после смерти", заявил Систан на пресс-конференции, на которой рассказывалось о результатах работы.

Исследователи отмечают, что они совершенно точно не пытались вернуть мёртвый мозг свиней к жизни. Они фокусировались на поиске способов, помогающих мозгу восстановиться после травм, например, инсульта, или дольше сохранить мёртвый мозг в относительно рабочем состоянии, что поможет учёным в его изучении.

Иными словами, умение восстановить частичную функциональность мозга млекопитающих после смерти может привести к новой модели для изучения мозга и новым медицинским вмешательствам при заболеваниях или состояниях, во время которых мозг лишается кислорода.

Как уже отмечалось выше, результаты работы также поднимают некоторые вопросы, связанные с этикой. С 1968 года существуют так называемые критерии смерти мозга. Такой диагноз, как правило, обозначает потерю мозговой активности.

Специалист по биоэтике Кэрри Боуман (Kerry Bowman) из Университета Торонто, который не участвовал в работе, считает это исследование очень важным с этической точки зрения. Он добавляет, что оно не нарушило никаких существующих этических протоколов.

В целом, основной вывод работы заключается в том, что мозг может быть более устойчивым к повреждениям, чем считалось прежде.

В своих будущих работах группа Систена хотела бы протестировать мозг в течение более длительного времени.

Научная статья по итогам исследования опубликована в издании Nature.

Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, что специалисты американской биотехнологической компании BioQuark попробуют вернуть к жизни 20 пациентов, у которых была зафиксирована смерть мозга.

Хотите узнавать больше интересных новостей? Тогда подписывайтесь на наши группы в социальных сетях: ВКонтакте, Facebook, Twitter, "Одноклассники".

Трансплантология достигла невиданных успехов. Органы для человека выращиваются в теле… свиней. Нет очередей на пересадку, нет смертности из-за неработающих сердца, печени, почек. Это же мечта!

Действительно, это только мечта. Ученые всего мира пытаются решить проблему нехватки донорских органов для человека. И одним из потенциальных решений может стать выращивание органов в теле свиньи. Дело в том, что основные органы поросенка и человека очень схожи. Например, разница между весом сердца свиньи и человека составляет всего 20 граммов (человеческое легче), это при том, что внешне они очень схожи. На 10 граммов меньше весят и легкие человека. Особо не отличаются разницей в весе почки и печень. Строение почек, кстати, у свиньи и человека тоже очень схоже. Доктор математических наук из Института математических проблем биологии РАН Олег Кропоткинский уверяет, что свинья – самое похожее на человека создание на нашей планете. Даже функционирование некоторых систем у нас совпадает. К примеру, точно также кровь циркулирует по артериям, и так же преобладает правостороннее кровоснабжение. А одинаковый состав крови и формы поджелудочной железы позволили ученым производить свиной инсулин, который использовался для лечения инсулинозависимых больных. Есть сходство в строении челюстей и зубов, одинаково происходит ферментация пищи в пищеварительном тракте. Очень схожи строение глаза и острота зрения. Даже кожа свиньи, в отличие от подавляющего большинства животных на земле, способна загорать, как у человека.

«Однако не стоит обольщаться», говорит Олег Кропоткинский,- «достаточно взглянуть на геном человека и поросенка – и станет ясно: ничего общего. Ближе всего по геному к нам расположены шимпанзе. Затем идут гориллы, другие приматы, а после них… грызуны. Свиньи, что называется, даже рядом не стояли».

Профессор Дженни Грейвс считает геном сложнейшей головоломкой. В нем может найтись множество фрагментов, совпадающих между различными видами живых организмов, но это вовсе не означает, что эти организмы родственны.

Журнал Cell опубликовал результаты эксперимента, в ходе которого была сделана инъекция человеческих стволовых клеток в свиной эмбрион. После чего эмбрион был подсажен в матку свиньи. В течение четырех недель стволовые клетки превратились в несколько видов тканей, которые можно считать предшественниками сердца, печени и нейронов. Этот эксперимент окрылил международную группу ученых, проводивших его. Они всерьез заговорили о возможности выращивания в теле свиньи отдельных органов для последующей пересадки их человеку. Полученный эмбрион был назван химерой (в древнегреческой мифологии так называлось огнедышащее чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы и хвостом дракона), то есть, состоящий из различных видов живых организмов. По мнению биоэтика из Школы общественного здравоохранения Университета Монреаля Вардита Равицкого, результаты данного эксперимента должны стать толчком для дальнейшего изучения химер и возможности воспроизводить на их основе то, что спасет миллионы человеческих жизней.

Справедливости ради следует сказать, что национальными институтами здравоохранения многих стран запрещено финансирование исследований химер человека и животных. По мнению некоторых ученых, стволовые клетки могут стать основой любого вида ткани, включая нервную систему, а отсюда недалеко до создания той же свиньи с человеческим мозгом, что категорически недопустимо по этическим нормам, принятым биологами всего мира. И все же такие эксперименты продолжаются. Один из них был проведен в Институте Солка в Калифорнии. Похоже, науку уже не остановить.

Кандидат биологически наук, заведующий лабораторией сравнительной геномики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН Владимир Трифонов предпочитает говорить о более реальных вещах. По его словам, эксперименты по пересаживанию сходных с человеческими органов свиньи больным людям заканчивались летальным исходом. Организм отторгает чужеродный орган. Однако пересадка свиного сердечного клапана человеку уже практикуется. То же и с участками кожи. Кроме того, практикуется подключение на время печени свиньи к больному человеку, пока его собственная отдыхает и восстанавливается. Но это возможно лишь на короткое время, пока организм не успел распознать «чужака».

Доктор биологических наук, заведующая лабораторией анализа генома Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН Светлана Боринская утверждает:
«Чем больше мы изучаем геном животных и сопоставляем его с человеческим, тем больше понимаем, что нет такого животного, чьи органы можно было пересаживать больным людям. Но вот использовать какие-то их части, очень сходные по белкам с человеческими, вполне возможно. Кстати, для создания искусственной человеческой кожи используют стволовые клетки мышей, а не поросят, они ближе к человеческим», – говорит доктор биологических наук.

Haha

В свежем номере журнала Nature вышла статья, описывающая успехи, которых добились йельские нейробиологи при помощи созданной ими системы жизнеобеспечения для мозга BrainEx. Подключая к ней мозги обезглавленных за четыре часа до этого на скотобойне свиней, ученые смогли на протяжении шести часов успешно поддерживать жизнь в извлеченных из черепной коробки органах. Исследователи отдельно подчеркивают тот факт, что испытуемые объекты «молчали», никаких признаков высшей нервной деятельности не проявляя. Тем не менее они признают, что с развитием их технологии возможность восстановления электрической способности мозга «в принципе возможна».

Год назад широкая общественность впервые услышала о том, что в Йельском университете проводятся реальные эксперименты по созданию «мозга-в-бочке» — поддержанию жизни в отделенном от тела мозге в течение 36 часов. В марте прошлого года руководитель экспериментов, Ненад Сестан, отказался обсуждать с журналистами техническую спецификацию системы BrainEx. Теперь статья вышла.

Секрет BrainEx делится на два: секретную конструкцию аппарата циркуляции перфузата (искусственной крови) и собственно тайну рецепта этой самой искусственной крови. BEx-перфузат — это неспособный сворачиваться физраствор с добавлением аналога гемоглобина и целого ряда фармакологических соединений (антиапоптические и антинекротические агенты, контраст и так далее). Первые два часа «второй жизни» его постепенно разогревают с 25 до 37 градусов Цельсия, прокачивая через мозг с помощью аппарата — сети насосов, фильтров, ультразвуковых передатчиков и инструментов по контролю над температурой и составом искусственной крови.

NPG Press / Youtube

В ходе экспериментов ученые сравнивали четыре группы свиных мозгов: (1) мозги, которые извлекали из черепа и через 4 часа подключали к аппарату с традиционным перфузатом для донорских органов и оставляли подсоединенными на 6 часов; (2) мозги, которые также через 4 часа подключали к аппарату с BEx-перфузатом и держали те же 6 часов; (3) мозги в отрубленных свиных головах, с которыми ничего не делали, а продержали 10 часов при комнатной температуре; (4) мозги, извлеченные из черепа через час после смерти.

О процедурах, которые длились бы до 36 часов, в статье ничего не говорится.

Вторая экспериментальная группа, которой достался и йельский аппарат, и йельский перфузат, по итогам наблюдения показала себя наилучшим образом. По всем оцениваемым учеными параметрам эта группа превзошла конкурентов из группы с «обыкновенным» перфузатом. Аппарат восстанавливал микроциркуляцию в извлеченном из черепной коробки мозге, сосуды в нем исправно сокращались, а орган исправно реагировал на вводимые в него лекарства. Так, если вводили сосудосуживающее, сосуды послушно сужались.

Сохранялась анатомическая целостность мозга, которую проверяли при помощи МРТ-сканирования: размер желудочков, контраст серого и белого вещества и очертания регионов оставались неизменными, даже если их сравнивали со снимками живого мозга в живой свинье, в то время как мозг из других групп на момент прерывания эксперимента уже показывал признаки прогрессирующей смерти.

Что касается клеточной структуры, то гиппокамп, неокортекс и мозжечок, где симптомы аноксии (недостатка кислорода) и ишемии (нарушения кровообращения) особенно заметны, в BEx-мозге были ближе к состоянию четвертой экспериментальной группы (извлеченный из черепа мозг через час после декапитации свиньи). Хотя в том, что касается структуры самих клеток, BEx-мозг сохранился лучше «часового» — например, меньше пострадали митохондрии и миелиновые оболочки аксонов.

Сами нейроны и качество их соединений также сохранили достаточно «товарный» вид, близкий к состоянию мозга через час после «смерти», поскольку активные антиапоптические вещества в BEx-перфузате успешно замедлили их разрушение, в то время как во всех других экспериментальных группах морфология нейронов и их соединений начала деградировать. И только в BEx-группе клетки моторной коры сохранили свою морфологию. Церебральный метаболизм у второй группы «мозгов-в-бочке» также сохранился.

Когда же ученые перешли к электрической стимуляции, то реакция мозга, который провел 6 часов на традиционном кровезаменителе, и мозга, просто пролежавшего в своих черепах 10 часов, наглядно указала на значительные разрушения связности нейронов. Вместе с тем клетки неокортекса BEx-мозга и мозга «часовой годности» оказались в относительно равной боевой готовности. Кроме того, в гиппокампе у них сохранились пирамидальные нейроны. Однако спонтанная активность мозга при стимуляции электродами, используемыми в медицинской практике, не восстановилась.

Группа Сестана заключает, что их технология успешно удерживает «умерший» мозг в состоянии, которое дает надежду на восстановление людей и приматов, перенесших глобальную ишемию головного мозга.

Это позволяет задаваться вопросом о том, может ли система йельских ученых «поддерживать жизнь» в мозге, извлеченном из тела, или, скорее, «сохранить физиологию» этого органа, подобно тому, как медицина сегодня хранит почки, печень и другие фрагменты человеческого тела. «Важно отличать восстановление нейрофизиологической активности от восстановления интегрированных функций мозга (то есть нейрологического восстановления), — пишут они в заключительной части своей статьи. — Восстановление молекулярных и клеточных процессов через 4 часа после глобальной аноксии или ишемии не следует экстраполировать до возобновления нормального функционирования мозга». И в очередной раз подчеркивают, что никаких сигналов, напоминавших бы высшую нервную деятельность (альфа- или бета-волны), в мозге экспериментальной группы они не зарегистрировали. Хотя и отмечают в дополнительной статье, что подобное при дальнейшем развитии их технологии «в принципе возможно».

Как отмечают ученые, написавшие для этого же номера Nature комментарий к работе Сестана, отсутствие сигналов на ЭЭГ может быть следствием дизайна эксперимента: в состав BEx-кровезаменителя входят вещества, подавляющие нервную активность.

Йельские исследователи исходили из гипотезы, что остановка нервной деятельности снизит износ тканей. «Если бы эти блокаторы в какой-то момент удалили, команда, возможно, увидела бы активность мозга на ЭЭГ», — пишут комментаторы. О том, проводились ли в Йеле эксперименты над мозгом, где в состав BEx-крови не добавляли подобные блокаторы, в статье группы Сестана не упоминается, хотя известно, что описанному в статье эксперименту предшествовали пилотные исследования.

«Мозг-в-бочке» — классический мысленный эксперимент, который исследует доступные солипсисту возможности достоверно утверждать, что мир, который он наблюдает, представляет собой наваждение. В нем рассматривается пример с изолированным от тела мозгом, на который передаются электрические стимулы, создающие у мозга иллюзию сенсорного восприятия окружающего мира. Сам мысленный эксперимент — один из вариантов рассмотрения проблемы доказательства внешнего мира, которая в строгом смысле окончательного решения до сих пор не получила. Теперь у человечества появилась «бочка», позволяющая поддерживать жизнь в отдельно взятом мозге. Философам, по-видимому, осталось дождаться нужного уровня нейроинтерфейсов, и теоретический спор можно будет разрешить экспериментально.

Читайте также: