Zvětšit obrázek

Jak se asi žije se třetím okem na zadku? Kredit: D. Blackiston, Tufts University.

Zvětšit obrázek

Michael Levin. Kredit: Tufts University.

Moderní doba přináší dramatické výzvy. Občas se stane, že se člověk zásadním způsobem porouchá, do té míry, že ještě nedávno by nad ním odborníci rovnou zlomili hůl. Dotyčného pak čekal nepříliš plnohodnotný život, velmi náročný pro všechny zúčastněné. Teď se ale postupně dostáváme do situace, kdy bioinženýři a specialisté v regenerativní medicíně přemýšlejí o možnostech velkorysých oprav či náhrad celých částí poškozených těl.

Jednou z velkých otázek, které v tom směru řeší, je pochopení toho, jak mozek a vůbec celé tělo takové velké změny přijímá a jak se jim přizpůsobuje. Jistá potíž je samozřejmě v tom, že se pro takové experimenty jen obtížně hledá dostatečný počet lidských dobrovolníků.

Douglas Blackiston a Michael Levin z Centra pro regenerativní a vývojovou biologii a katedry biologie Tuftovy univerzity v Bostonu proto experimentovali na pulcích žab drápatek (Xenopus laevis). Je také jistě pravda, že jim jejich poměrně frankensteinovské pokusy s přídechem fantaskních hororů u veřejnosti projdou snáze právě na obojživelnících. Při následujícím popisu by si nicméně čtenář, v němž snad začne klíčit rozhořčení, měl opakovat, že nejde o samoúčelné bizarní trýznění obratlovců, ale zásadní výzkum regenerativní medicíny, který může v budoucnu významně pomoci nespočtu pacientů.

Zvětšit obrázek

Doug Blackiston. Kredit: Tufts University.

Zvětšit obrázek

Jedno oko na ocasu je lepší než nic. Kredit: D. Blackiston, M. Levin, Tufts University.

Blackiston s Levinem nejprve embryím pulců drápatek vyoperovali zárodky vznikajících očí, označili si je světélkujícími proteiny a pak je transplantovali na ocas oslepených embryí. Z přišitých zárodků očí se vyvinuly ektopické, čili špatně umístěné oči, což je v případě očí na ocasu vcelku srozumitelné. Vědci pak s pomocí fluorescenční mikroskopie stopovali jejich propojení s nervy. To bylo docela rozmanité, ale u žádného z pokusných pulců nedošlo k přímému propojení očí na ocasu s mozkem. Přesto s nimi někteří pulci viděli.

Vyšlo to najevo v počítačem ovládaném cvičišti pulců, jehož jednotlivé části osvětlovaly modré či červené LEDky. Když pulci s přišitým okem vpluly do červeně osvětlené části cvičiště, tak je tam čekal elektrický šok. Chování pulců, jejich pohyby a rychlost zaznamenával automatický systém vybavený kamerami. Takřka jedna pětina slepých pulců s okem přišitým na ocasu, jehož optické nervy přirostly k páteři, se dokázala naučit správně reagovat na barevná světla. Červené světlo v nich vyvolávalo paniku, kdežto modré je nechávalo v klidu. Reakce pulců s přišitým okem se nijak nelišily od chování pulců, kteří normálně viděli. Slepí pulci bez přišitého oka se přitom ale na červené světlo nenaučili reagovat a dál dostávali elektrické šoky.

Zvětšit obrázek

Dospělá drápatka. Kredit: Michael Linnenbach, Wikimedia Commons.

Pro badatele to bylo dost ohromující. Jen málokdo by čekal, že pulci uvidí s okem přišitým na ocasu, které navíc ani není přímo spojené s mozkem. Jak se zdá, mozek, přinejmenším u drápatek, má takřka neuvěřitelnou schopnost vypořádat se s dramatickou změnou v rozvržení těla a dovede smysluplně zpracovat informace od orgánu, který vyrostl úplně jinde, než by měl být. Jak je vůbec možné, že mozek rozumí signálům přicházejícím ze tkáně poblíž konečníku a pozná, že jde o vizuální data? Posílají snad jednotlivé orgány těla s balíčky dat do mozku i jakási doprovodná metadata, podle nichž mozek pozná, o co vlastně jde? Backiston s Levinem nejspíš odhalili pozoruhodné mechanismy fungování nervové soustavy, do jejichž rozkrývání se teď vědci mohou s velkou vervou pustit.

Literatura

Tufts University News 27.2. 2013, Journal of Experimental Biology 216: 1031–1040.