|
Воссоздали схему работы мозга в лабораторных условиях
|
|
|
|
Ученые воссоздали в лабораторных условиях сенсорный путь, который передает ощущение боли в мозг человека, что является прорывом, который может привести к улучшению методов лечения. Команда из Стэнфордского университета в Калифорнии впервые объединила различные нейроны, выращенные из стволовых клеток человека, в функционирующий мозговой контур в лабораторных условиях. Их эксперименты, опубликованные в журнале Nature в среду, иллюстрируют быстрый прогресс ученых в воспроизведении живых тканей и органов с помощью синтетической биологии.
|
|
|
|
Когда ученые из Стэнфорда воздействовали на созданную ими мозговую цепь сенсорными стимуляторами, они наблюдали, как по ней проходят волны электрической активности. Молекула капсаицина, которая придает перцу чили остроту, немедленно вызвала сильную реакцию.
|
|
|
|
Серджиу Пашка, руководитель проекта, сказал, что он ожидает, что исследование ускорит прогресс в понимании того, как нервная система человека обрабатывает болевые сигналы.
|
|
|
|
“Теперь, когда мы можем моделировать этот путь неинвазивно, без использования животных, мы надеемся найти лучшие методы лечения хронической боли”, - сказал он. “Лучшие лекарства, которые у нас есть сейчас, - это опиоиды, которые тысячи лет назад были получены из семян мака и вызывали сильное привыкание”.
|
|
|
|
|
|
|
Исследователи начали с преобразования клеток кожи в стволовые клетки, способные генерировать практически любую человеческую ткань или орган. Затем они использовали химические сигналы, чтобы заставить стволовые клетки сформировать четыре типа “органоидов” — крошечные живые шарики, представляющие различные участки болевого пути, от сенсорных нейронов на коже до нейронов коры головного мозга.
|
|
|
|
Наконец, четыре разных органоида были помещены рядом в чашку для культивирования. Примерно через 100 дней они срослись в синтетическую схему головного мозга, называемую “ассамблоид”, длиной почти 1 см и содержащую 4 млн клеток. Нейронные связи соединили составные органоиды, и появились паттерны синхронной передачи сигналов.
|
|
|
|
“Вы бы никогда не смогли увидеть эту волнообразную синхронность, если бы не могли наблюдать за всеми четырьмя органоидами одновременно”, - сказал Пашка. “Мозг - это нечто большее, чем сумма его частей”.
|
|
|
|
По словам Пашка, синтетические мозговые схемы могут быть использованы для поиска более целенаправленных методов лечения боли, которые снижают чрезмерные волны нейротрансмиссии, не влияя на систему вознаграждения мозга, как это делают опиоиды.
|
|
|
|
Он подчеркнул, что о самих ассемблоидах нельзя сказать, что они “чувствуют боль”: “Они передают нервные сигналы, которые обрабатываются вторым каналом, идущим глубже в мозг и передающим нам неприятную эмоциональную составляющую боли”.
|
|
|
|
Несмотря на это, Пашка признал необходимость учитывать этические аспекты исследований органоидов, поскольку в лаборатории создаются все более сложные мозговые схемы: “Мы очень тщательно продумываем ход этой работы, учитывая огромную потребность в понимании психических расстройств и риск создания чего-то более близкого к человеческому мозгу.”
|
|
|
|
Го-ли Мин, профессор неврологии и психиатрии Пенсильванского университета, который не принимал участия в Стэнфордском проекте, похвалил его за то, что он дал представление о сложностях нервной системы человека, которые невозможно смоделировать на животных, и о том, как эти человеческие особенности приводят к неврологическим расстройствам.
|
|
|
|
“Эта модель дает возможность изучить сложную нейронную сеть, связывающую сенсорную информацию с корой головного мозга, что ранее было невозможно”, - сказала она.
|
|
|
|
Стэнфорд подал заявку на патент на исследование assembloid, но пока не решил, как его коммерциализировать.
|
|
|
|
Источник
|
