Σημαντική ανακάλυψη: Καλλιεργήθηκαν με επιτυχία μικροσκοπικοί ανθρώπινοι εγκέφαλοι

Αμερικανοί ερευνητές μόλις σημείωσαν μια σημαντική ανακάλυψη αναπτύσσοντας με επιτυχία «μίνι εγκεφάλους» με πλήρως λειτουργικές περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου, συμβάλλοντας στην προσομοίωση σχεδόν όλης της νευρωνικής δραστηριότητας.

Η επιτυχημένη ανάπτυξη «μίνι εγκεφάλων» αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στη σύγχρονη βιοϊατρική μηχανική και νευροεπιστήμη - Φωτογραφία: AI

Σε μια δημοσίευση στο περιοδικό Advanced Science , μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins (ΗΠΑ) ανέφερε ότι αυτές οι συστάδες νευρικών κυττάρων εμφανίζουν το ίδιο επίπεδο δραστηριότητας με ένα ανθρώπινο έμβρυο 40 ημερών. Αυτό ανοίγει νέες προοπτικές για τη θεραπεία νευρολογικών ασθενειών όπως η νόσος Πάρκινσον και η νόσος Αλτσχάιμερ.

Οι «τεχνητοί εγκέφαλοι» πλησιάζουν την πραγματικότητα

Αυτά τα συσσωματώματα κυττάρων, που ονομάζονται οργανοειδή του ανθρώπινου εγκεφάλου, καλλιεργούνται από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, τα οποία έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Δεν έχουν συνείδηση, αλλά μπορούν να εκτελούν βασικές λειτουργίες όπως η μνήμη και η μάθηση.

Τα τελευταία χρόνια, χάρη στην ανάπτυξη της τρισδιάστατης τεχνολογίας, αυτά τα οργανοειδή μπορούν όχι μόνο να επιδεικνύουν βιοηλεκτρική δραστηριότητα αλλά και να ελέγχουν απλά ρομπότ, ή ακόμα και να «παίζουν» βασικά βιντεοπαιχνίδια όπως το Pong, το οποίο κάποτε θεωρούνταν θαύμα στον τομέα της νευροβιολογίας.

Ωστόσο, μέχρι σήμερα, τα περισσότερα από τα οργανοειδή που δημιουργήθηκαν προσομοιώνουν μόνο μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου, όπως ο εγκεφαλικός φλοιός, ο μεσεγκέφαλος ή η παρεγκεφαλίδα, αλλά δεν έχουν αναπαράγει τον τρόπο με τον οποίο οι περιοχές του εγκεφάλου συντονίζουν τις δραστηριότητες όπως στην πραγματικότητα. Αν θέλουμε να μελετήσουμε νευροαναπτυξιακές ή ψυχιατρικές διαταραχές, η επιστήμη χρειάζεται ένα μοντέλο που να αντιπροσωπεύει ολόκληρο τον ανθρώπινο εγκέφαλο σε δράση.

Σύμφωνα με την ερευνήτρια Άνι Καθούρια, δεν μπορούμε να ζητήσουμε από ένα άτομο να μας αφήσει να εξετάσουμε τον εγκέφαλό του για να μελετήσουμε τον αυτισμό. Ωστόσο, τα οργανοειδή μοντέλα ολόκληρου του εγκεφάλου θα μπορούσαν να μας επιτρέψουν να παρακολουθούμε άμεσα την εξέλιξη της νόσου, ελέγχοντας έτσι την αποτελεσματικότητα των θεραπειών και ακόμη και εξατομικεύοντας τα θεραπευτικά σχήματα.

Μετά από χρόνια πειραματισμού, η ομάδα της Καθούρια έγινε μία από τις πρώτες στον κόσμο που ανέπτυξε πολυπεριφερειακά οργανοειδή εγκεφάλου (MRBOs). Αρχικά, καλλιέργησαν νευρώνες από διαφορετικές περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου, μαζί με τα υποκείμενα αιμοφόρα αγγεία τους, σε ξεχωριστά τρυβλία καλλιέργειας. Αυτές οι περιοχές στη συνέχεια συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας μια πρωτεΐνη «βιο-υπερκόλλας», η οποία επιτρέπει στους ιστούς να συνδέονται και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.

Ως αποτέλεσμα, περιοχές του εγκεφάλου άρχισαν να παράγουν συγχρονισμένη ηλεκτρική δραστηριότητα, σχηματίζοντας ένα ενιαίο δίκτυο. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ερευνητική ομάδα κατέγραψε επίσης την αρχική εμφάνιση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Πρόκειται για το στρώμα κυττάρων που περιβάλλει τον εγκέφαλο και βοηθά στον έλεγχο των ουσιών που μπορούν να εισέλθουν στον εγκέφαλο.

Νέες ευκαιρίες στη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων

Αν και πολύ μικρότερο από έναν πραγματικό ανθρώπινο εγκέφαλο, κάθε MRBO περιέχει μόνο 6-7 εκατομμύρια νευρώνες σε σύγκριση με δεκάδες δισεκατομμύρια σε έναν ενήλικα. Ωστόσο, με περίπου το 80% των κυττάρων που χαρακτηρίζουν την πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη, αυτά τα μοντέλα προσφέρουν πρωτοφανείς αναλυτικές ευκαιρίες.

Το MRBO θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δοκιμή φαρμάκων σε ανθρώπινα μοντέλα αντί για ζώα, σύμφωνα με την ομάδα του Johns Hopkins. Επί του παρόντος, το 85-90% των φαρμάκων αποτυγχάνουν στις κλινικές δοκιμές φάσης 1 και αυτό το ποσοστό φτάνει το 96% για φάρμακα για τη θεραπεία νευρολογικών ασθενειών, κυρίως επειδή οι προκλινικές μελέτες βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε ποντίκια ή άλλα ζωικά μοντέλα.

Η μετάβαση σε εξετάσεις MRBO μπορεί να βοηθήσει στην επιτάχυνση της προόδου και στη βελτίωση των ποσοστών επιτυχίας.

«Η νόσος Αλτσχάιμερ, ο αυτισμός και η σχιζοφρένεια επηρεάζουν ολόκληρο τον εγκέφαλο, όχι μόνο μία περιοχή. Αν κατανοήσουμε τι συμβαίνει στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης του εγκεφάλου, μπορεί να βρούμε εντελώς νέους στόχους για θεραπεία», δήλωσε η ερευνήτρια Άνι Καθούρια.

Οι ειδικοί λένε ότι η έρευνα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προόδου στη σύγχρονη βιοϊατρική μηχανική και νευροεπιστήμη. Από τα πολύπλοκα οργανοειδή μοντέλα, οι επιστήμονες μπορούν να προχωρήσουν στο στάδιο της εξατομικευμένης διάγνωσης και θεραπείας, όπου κάθε ασθενής έχει το δικό του μοντέλο εγκεφάλου που έχει κατασκευαστεί για να ελέγχει με ακρίβεια τις επιδράσεις των φαρμάκων.

Επιπλέον, οι μελλοντικές δυνατότητες περιλαμβάνουν διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή, ακόμη και μια νέα κατεύθυνση για την τεχνητή νοημοσύνη που βασίζεται σε βιολογικά οργανοειδή.

Επιστροφή στο θέμα

ΜΙΝΧ ΧΑΪ

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