Человеческая мозговая ткань сохранилась без изменений в течение 2600 лет, ученые выяснили как

Тысячи лет назад, возле нынешней британской деревни Хеслингтон, тело человека начало разлагаться. Плоть и органы стали грязью. Волосы превратились в пыль. В конце концов, остались кости и, как ни странно, маленький кусочек мозга.

После нескольких месяцев терпеливого исследования белков тканей международная команда ученых наконец-то нашла подсказки, объясняющие этот замечательный случай сохранения, и это могло бы помочь нам лучше понять, как на самом деле работает здоровый (и нездоровый) мозг.

Открытие в 2008 году мозга Хеслингтона — одного из старейших образцов нервной ткани человека, когда-либо обнаруженного – поставило перед  исследователями непростую задачу.

При смерти ткань мозга начинает разлагаться. По сравнению с другими частями тела этот распад особенно быстр, поскольку различные белки будут разрушать клеточную инфраструктуру.

Поэтому, когда археологи заглянули внутрь запекшегося в грязи черепа, вытащенного из места раскопок железного века, они были совершенно шокированы, увидев засохшие остатки того, что выглядело как кусок узнаваемого человеческого мозга.

Согласно данным углеродных датировок, мужчина средних лет последний раз дышал вздохом где-то между 673 и 482 г. до н.э., погибнув, скорее всего, в результате перелома позвоночника.

Точно, кем он был, или почему он умер, вероятно, никогда не будет известно. Через некоторое время после его предполагаемой казни, отрубленную голову бросили в яму, где она попала в мелкозернистый осадок.

Мягкие ткани часто можно сохранить, если они высушены, заморожены или находятся в анаэробной, кислой среде.

Что особенно странно в случае с черепом Хеслингтона, так это отсутствие сохранения любой другой части тела, включая волосы.

По всей видимости, твердый, похожий на тофу материал выглядит как мумифицированный кусок коры головного мозга человека, только на 80 процентов меньше мозга взрослого человека.

Чтобы выяснить, что делает оставшийся органический материал таким особенным, исследователи более внимательно изучили природу его белков.

В отличие от большинства органов, мозг должен поддерживаться на клеточном уровне, чтобы не нарушать связь внутри сложного переплетения нейронов и их длинных тел.

Матрица промежуточных филаментов (IFs) выполняет эту задачу в живом мозге, и, по-видимому, при правильных обстоятельствах они могут сохранять некоторую целостность еще долго после того, как клетки превратились в молекулярный пепел.

Мы уже знаем немало об филаментах на основании различных патологических исследований. Различные типы клеток имеют свои собственные типы филаментов, и эта специфика выявила биомаркеры неврологических заболеваний.

В случае мозга Хеслингтона микроскопия выявила переплетения, которые напоминали длинные нити аксонов, составляющих живой мозг, только короче и уже, в то время как маркеры антител, соответствующие белкам аксона, подтвердили, что когда-то они содержали длинные нейронные хвосты.

Дальнейший анализ с использованием специфических маркеров антител выявил непропорциональное количество нейронных структур, принадлежащих «вспомогательным» клеткам, таким как астроциты, с меньшим количеством белков, выделяющих мыслящие ткани серого вещества.

Таким образом, в течение года исследователи терпеливо измеряли распад белков в современном образце нервной ткани и сравнили его с распадом в мозгу Хеслингтона.

Результаты вызвали предположение о химическом веществе, которое блокирует разрушительные ферменты, называемые протеазами, в месяцы после смерти, позволяя белкам объединяться в стабильные агрегаты, которые могут сохраняться при более высоких температурах.

«В совокупности данные свидетельствуют о том, что протеазы древнего мозга могли быть ингибированы неизвестным соединением, которое распространилось от внешней части мозга к более глубоким структурам», — пишут они в своем отчете.

То, что кажется ясным, — то, что не было ничего особенного в мозгу этого бедного парня Железного века. Скорее, что-то в окружающей среде могло бы ингибировать химические процессы, которые обычно разрушали бы белковые нити, отвечающие за поддержку астроцитов «белого вещества» мозга, по крайней мере, достаточно долго, чтобы он мог сформироваться в более крепкую форму.

Конечно, имея только этот невероятно уникальный образец для изучения, трудно сделать точные выводы.

Исследование опубликовано в Interface.

Источники: Фото: (Dr Axel Petzold)