Лабораторното отглеждане на най-сложната структура в познатата ни Вселена може да звучи като мисия невъзможна, но това не е спряло учените да опитват. След години на работа, екип от университета Кеймбридж успява да култивира най-комплексния досега миниатюрен мозък в петриева чинийка, който има и особено поведение.
Сивата субстанция е изградена от около 2 милиона организирани неврони, които приличат на мозъка на човешки ембрион на 12-13 седмици. В този етап така нареченият „мозъчен органоид“ не е достатъчно комплексен, за да има мисли, чувства или съзнание, но това не го прави напълно инертен.
Поставен в съседство с част от гръбначен мозък и парче мускулна тъкан на мишка, субстанцията с размер на грахово зърно от човешки мозъчни клетки изпраща нишки, с които да провери новите си съседи. Използвайки дълго време микроскопия на живо, учените наблюдават как мини-мозъкът спонтанно се свързва със съседните гръбначен мозък и мускулна тъкан.
„Харесва ни да ги приемаме като мини-мозъци в движение,“ обяснява пред The Guardian Маделин Ланкастър (Madeline Lancaster) от Лабораторията за молекулярна биология на Медицинския изследователски съюз.
Но движението не е единствената им способност. Тези малко мозъци са първите образци, които подбуждат мускулно движение, както моторните неврони го правят в нашия мозък. Под техен контрол учените наблюдават видими и контролирани мускулни съкращения. Още повече, стимулирайки за кратко един от аксонните пътища, екипът предизвиква силни и организирани самостоятелни съкращения.
„След 2-3 седмици отглеждане заедно, плътните аксонни пътища от органоида започват да инервират гръбначния мозък на мишката и синапсите между проточените човешки аксони и мишите гръбначни неврони стават видими,“ съобщават авторите. „Снимки на живо на мишата мускулна тъкан показват спорадични концентрирани мускулни съкращения с нерегулярна повторяемост.“
Мозъчните органоиди са едни от най-добрите методи за опознаване в малък и контролиран разменр на мозъчното развитие и заболявания, но отглеждането им до по-напреднал етап е предизвикателство. Днес повечето мозъчни органоиди се отглеждат от човешки стволови клетки, които спонтанно се организират в структурите и слоевете, необходими за ранното мозъчно развитие. Проблемът е, че веднъж когато образуванието достигне определен размер, средната част става лишена от хранителни вещества и кислород и спира да бъде полезна.
Настоящето изследване е едно от първите, които преодоляват това ограничение. Разрязвайки органоидите и поставяйки ги върху порьозна мембрана, учените осигуряват на мини-мозъците едновременно въздух отгоре и приемане на хранителни вещества отдолу и така те остават здрави и година след получаването им.
И дори тези мини-мозъци да са по-развити от всеки един преди това, те си остават страшно малки и много далеч от сложността на естествените им човешки събратя. Въпреки това, авторите се надяват, че успехът на техния нов подход ще позволи моделиране на мозъчни заболявания с още повече детайли от всякога.
„Например“, посочват авторите, „това ни отваря вратите към изучаването на болестните състоянията на мазолестото тяло (corpus callosum), дисбаланса в невронните канали, наблюдавани при епилепсия и други дефекти, където свързаността вероятно играе роля, както аутизма и шизофренията.“
Тъй като нивото на развитие на новоотгледаните мозъци отговаря на съвсем начален етап от развитието на човешкия ембрион, според учените тези опити все още не представляват етичен проблем.
Но въпреки това ръководителя на екипа Маделин Ланкастър (Madeline Lancaster), счита, че „Добре е да имаме дискусия по въпроса винаги, когато стигнем една крачка по-напред. Но всички сме съгласни, че сме още много далече от този момент.“
Пълното изследване е публикувано в списанието Nature Neuroscience.
Източници: Futurism, Science Alert
Автор: ИВАЙЛА СОПОТЕНСКА
Източник: https://nauka.offnews.bg/