8.6.7. Строение мозга и действие генов

8.6.7.1. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ МАССЫ МОЗГА. Внутривидовая изменчивость строения мозга затрагивает его абсолютный размер, относительную величину, а также количественную изменчивость отдельных мозговых образований. Показано, что у мышей гетерогенных популяций и у представителей инбредных линий абсолютные и относительные размеры мозга сильно варьируют. Так, например, у линии DBA/2J средняя масса мозга достаточно мала и сильно отличается от средней величины, полученной для всех исследованных линий, а у линии BALB/c она наибольшая: соответственно 430 и 550 мг.

Оценки внутрилинейной и межлинейной изменчивости в ряду 25 инбредных линий позволили определить, что вариация веса мозга у мышей имеет генетическую компоненту. Это было подтверждено и в нескольких успешных экспериментах по селекции мышей на большую и малую массу мозга (Wimer et al., 1969; Попова и др., 1976; 1996; Fuller, 1989).

Остановимся несколько подробнее на одном из таких экспериме-тов, проведенном в лаборатории физиологии и генетики биологического факультета МГУ (Попова и др., 1977). Генетически гетерогенная популяция, на основе которой был начат селекционный эксперимент, была получена в результате скрещиваний в течение 4 поколений мышей нескольких инбредных линий (СВА, DBA/2J, C57BL/6J, C57BR/cd, BALB/c и А/Не).

Отбор животных для получения каждого последующего поколения проводили на основе линии регрессии, построенной для двух скорре-лированных признаков – веса тела и веса мозга у взрослых особей.

Половину особей каждого помета забивали и определяли у них вес мозга и вес тела. Если большая часть точек (каждая из которых отражала данные по одному животному) попадала за пределы доверительного интервала при данном весе мозга, то остальных мышат этого помета брали на скрещивание для получения следующего поколения линий, соответственно с большим или малым весом мозга. В тех случаях, когда у мышей одного помета значения веса мозга группировались вблизи линии регрессии или имели значительный разброс, весь помет из дальнейшей селекции исключался. Во всех последующих поколениях селекции линию регрессии рассчитывали отдельно для каждой линии.

Межлинейные различия в весе мозга во всех селекционных экспериментах были достоверны, их абсолютная величина составляла 70– 90 мг, т.е. примерно 15–20% от среднего веса мозга. Отметим, что при подобной селекции отмечались также и скоррелированные изменения в весе тела, но, поскольку критерии отбора были основаны не на абсолютных величинах, а на положении соответствующих точек на линии регрессии, различия оставались незначительными и сопоставимыми по величине с естественными вариациями признака.

Какие же изменения в строении и функции мозга вызывает подобная селекция? На основании нескольких селекционных экспериментов можно считать установленным, что мыши, селектированные на большой вес мозга, обладают более высокой способностью к обучению. Эти различия были обнаружены при обучении животных на основе пищевой мотивации, а также при выработке реакции избегания удара электрического тока.

Более высокую обучаемость мышей с большим весом мозга, таким образом, нельзя объяснить случайной ассоциацией генетических факторов, возникшей в ходе искусственного отбора, поскольку данный эффект наблюдался в разных парах селектированных линий. Темпы созревания рефлексов в раннем онтогенезе также имели устойчивые различия: мышата из линий с малым весом мозга развивались быстрее (Попова, 1986). Возможно, что более высокая способность к обучению как проявление большей пластичности ЦН С может оказаться скоррелированной с более медленными темпами созревания нервных клеток и межклеточных контактов.

Иными словами, оба эти свойства мозга могут находиться под влиянием каких-то сходных факторов, выраженность которых у мышей, селектированных на большой вес мозга, оказывается устойчиво более высокой.

Еще одним устойчивым различием, проявившимся по крайней мере в двух селекционных экспериментах, была более высокая судорожная готовность мышей, селектированных на малый вес мозга. Как при судорогах, вызываемых ударом тока, так и при судорогах, спровоцированных фармакологическими агентами – пентилентет-разолом и стрихнином, мыши с малым весом мозга были достоверно более чувствительными (см.: Богданов и др. 1994). Причины этого феномена остаются неясными, а их исследование может быть важным для выявления генетического контроля эпилептогснеза в целом (см.: 8.6.5.1).

Морфологические и цитоархитектонические исследования различий между данными линиями в эксперименте Н.В. Поповой выявили одно чрезвычайно интересное обстоятельство. У мышей, селектированных на большой вес мозга, площади новой, старой и древней коры были больше, а новая кора отличалась особым типом "упаковки" клеточных элементов. У мышей с большим весом мозга корковые клетки располагаются в виде более плотных скоплений, разделенных пространствами с реже расположенными клетками. Возможно, что эта особенность строения мозга мышей, селектированных на его большой вес, каким-то образом связана с их более низкой подверженностью судорогам, о которой говорилось выше (Попова и др., 1983).