إنجاز علمي: زراعة أدمغة بشرية مصغرة بنجاح

نجح باحثون أمريكيون في تحقيق تقدم كبير من خلال تطوير "أدمغة صغيرة" تحتوي على مناطق وظيفية كاملة من الدماغ البشري، مما يساعد على محاكاة كل الأنشطة العصبية تقريبا.

إن التطوير الناجح لـ"الأدمغة الصغيرة" يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال الهندسة الطبية الحيوية وعلم الأعصاب الحديث - صورة: الذكاء الاصطناعي

في دراسة نُشرت في مجلة "أدفانسد ساينس" ، أفاد فريق بحثي من جامعة جونز هوبكنز (الولايات المتحدة الأمريكية) بأن هذه التجمعات من الخلايا العصبية أظهرت مستوى نشاط مماثل لجنين بشري عمره 40 يومًا. وهذا يفتح آفاقًا جديدة لعلاج أمراض عصبية مثل باركنسون وألزهايمر.

"الأدمغة الاصطناعية" تقترب من الواقع

تُسمى هذه الكتل الخلوية عضيات الدماغ البشري، وهي مُستزرعة من خلايا جذعية متعددة القدرات، قادرة على التمايز إلى مناطق مختلفة من الدماغ. هذه الخلايا ليست واعية، لكنها قادرة على أداء وظائف أساسية كالذاكرة والتعلم.

وفي السنوات الأخيرة، وبفضل تطوير تكنولوجيا ثلاثية الأبعاد، لم تعد هذه العضويات قادرة على إظهار النشاط الكهربائي الحيوي فحسب، بل أصبحت قادرة أيضاً على التحكم في الروبوتات البسيطة، أو حتى "لعب" ألعاب الفيديو الأساسية مثل بونج، والتي كانت تعتبر في السابق معجزة في مجال علم الأعصاب.

ومع ذلك، حتى الآن، صُممت معظم العضويات لمحاكاة منطقة دماغية محددة فقط، مثل القشرة المخية أو الدماغ المتوسط أو المخيخ، ولم تُحاكي بعدُ طريقة تنسيق مناطق الدماغ لأنشطتها كما في الواقع. إذا أراد العلماء دراسة الاضطرابات العصبية النمائية أو النفسية، فإنهم يحتاجون إلى نماذج تُمثل الدماغ البشري بأكمله أثناء عمله.

وفقًا للباحثة آني كاثوريا، لا يمكننا أن نطلب من شخص ما أن يسمح لنا بفحص دماغه لدراسة التوحد. لكن نماذج عضيات الدماغ الكامل قد تتيح لنا مراقبة عملية المرض مباشرةً، وبالتالي اختبار فعالية العلاجات، بل وحتى تخصيص برامج علاجية.

بعد سنوات من التجارب، أصبح فريق كاثوريا من أوائل الباحثين في العالم الذين طوروا عضيات دماغية متعددة المناطق (MRBOs). قاموا أولاً بزراعة خلايا عصبية من مناطق مختلفة من الدماغ البشري، مع الأوعية الدموية الكامنة وراءها، في أطباق زراعة منفصلة. ثم تم ربط هذه المناطق باستخدام بروتين "غراء حيوي فائق" يسمح للأنسجة بالتواصل والتفاعل مع بعضها البعض.

نتيجةً لذلك، بدأت مناطق الدماغ بإنتاج نشاط كهربائي متزامن، مُشكّلةً شبكةً كهربائيةً موحدة. والجدير بالذكر أن الفريق لاحظ أيضًا الظهور الأولي للحاجز الدموي الدماغي، وهو طبقة من الخلايا تُحيط بالدماغ وتُساعد في التحكم بالمواد التي يُمكن أن تدخله.

فرص جديدة في علاج الأمراض العصبية

على الرغم من أن حجم دماغ الإنسان الحقيقي أصغر بكثير، إلا أن كل نموذج MRBO يحتوي على 6-7 ملايين خلية عصبية فقط، مقارنةً بعشرات المليارات في الدماغ البالغ. ومع ذلك، ومع احتوائه على حوالي 80% من الخلايا المميزة لنمو الجنين في مراحله المبكرة، توفر هذه النماذج فرصًا تحليلية غير مسبوقة.

يمكن استخدام MRBO لاختبار الأدوية على نماذج بشرية بدلاً من الحيوانات، وفقًا لفريق جونز هوبكنز. حاليًا، تفشل 85-90% من الأدوية في المرحلة الأولى من التجارب السريرية، ويصل هذا المعدل إلى 96% في علاج الأمراض العصبية، ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى اعتماد الدراسات قبل السريرية بشكل كبير على الفئران أو نماذج حيوانية أخرى.

إن الانتقال إلى اختبار MRBO يمكن أن يساعد في تسريع التقدم وتحسين معدلات النجاح.

"يؤثر مرض الزهايمر، والتوحد، والفصام، جميعها على الدماغ بأكمله، وليس منطقة واحدة فقط. إذا فهمنا ما يحدث في المراحل المبكرة من نمو الدماغ، فقد نكتشف أهدافًا علاجية جديدة تمامًا"، هذا ما صرحت به الباحثة آني كاثوريا.

يعتبر الخبراء هذا البحث خطوةً هامةً في مجال الهندسة الطبية الحيوية وعلم الأعصاب الحديث. فمن نماذج الأعضاء المعقدة، يمكن للعلماء الانتقال إلى مرحلة التشخيص والعلاج الشخصي، حيث يُبنى لكل مريض نموذج دماغي خاص به لاختبار تأثيرات الأدوية بدقة.

وبالإضافة إلى ذلك، تشمل الإمكانات المستقبلية واجهات الدماغ والحاسوب وحتى اتجاهًا جديدًا للذكاء الاصطناعي يعتمد على العضويات البيولوجية.

العودة إلى الموضوع

مينه هاي

المصدر: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm