پیشرفت بزرگ: کشت موفقیت‌آمیز مغزهای مینیاتوری انسان

محققان آمریکایی به تازگی با موفقیت «مینی مغزها» را با نواحی عملکردی کامل مغز انسان توسعه داده‌اند که به شبیه‌سازی تقریباً تمام فعالیت‌های عصبی کمک می‌کند.

توسعه موفقیت‌آمیز «مینی‌مغزها» گامی بزرگ در مهندسی زیست‌پزشکی مدرن و علوم اعصاب است - عکس: هوش مصنوعی

در نشریه‌ای در مجله Advanced Science ، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه جان هاپکینز (ایالات متحده آمریکا) اعلام کرد که این خوشه‌های سلول‌های عصبی همان سطح فعالیت یک جنین ۴۰ روزه انسان را نشان می‌دهند. این یافته، چشم‌اندازهای جدیدی را برای درمان بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون و آلزایمر ایجاد می‌کند.

«مغزهای مصنوعی» به واقعیت نزدیک‌تر می‌شوند

این توده‌های سلولی که ارگانوئیدهای مغز انسان نامیده می‌شوند، از سلول‌های بنیادی پرتوان کشت داده می‌شوند که توانایی تمایز به مناطق مختلف مغز را دارند. آن‌ها هوشیار نیستند، اما می‌توانند عملکردهای اساسی مانند حافظه و یادگیری را انجام دهند.

در سال‌های اخیر، به لطف توسعه فناوری سه‌بعدی، این ارگانوئیدها نه تنها می‌توانند فعالیت بیوالکتریکی را نشان دهند، بلکه می‌توانند ربات‌های ساده را نیز کنترل کنند، یا حتی بازی‌های ویدیویی ساده‌ای مانند پونگ را که زمانی معجزه‌ای در حوزه نوروبیولوژی محسوب می‌شد، "بازی" کنند.

با این حال، تاکنون، اکثر ارگانوئیدهای ایجاد شده فقط یک ناحیه خاص مغز مانند قشر مغز، مغز میانی یا مخچه را شبیه‌سازی می‌کنند، اما نحوه هماهنگی فعالیت‌ها توسط نواحی مغز را مانند واقعیت بازتولید نکرده‌اند. اگر بخواهیم اختلالات عصبی-رشدی یا روانپزشکی را مطالعه کنیم، علم به مدلی نیاز دارد که کل مغز انسان را در حال عمل نشان دهد.

به گفته‌ی محقق آنی کاتوریا، ما نمی‌توانیم از یک فرد بخواهیم که برای مطالعه‌ی اوتیسم، مغزش را بررسی کند. اما مدل‌های ارگانوئیدی کل مغز می‌توانند به ما اجازه دهند تا مستقیماً روند بیماری را رصد کنیم و از این طریق اثربخشی درمان‌ها را آزمایش کنیم و حتی رژیم‌های درمانی را شخصی‌سازی کنیم.

پس از سال‌ها آزمایش، تیم کاتوریا به یکی از اولین تیم‌های جهان تبدیل شد که ارگانوئیدهای مغزی چند منطقه‌ای (MRBO) را توسعه داد. ابتدا، آنها نورون‌ها را از مناطق مختلف مغز انسان، به همراه رگ‌های خونی زیرین آنها، در ظروف کشت جداگانه کشت دادند. سپس این مناطق با استفاده از یک پروتئین "زیستی-ابرچسب" به هم متصل شدند، که به بافت‌ها اجازه می‌دهد تا به یکدیگر متصل شده و با یکدیگر تعامل داشته باشند.

در نتیجه، نواحی مغز شروع به تولید فعالیت الکتریکی هماهنگ کردند و یک شبکه یکپارچه تشکیل دادند. نکته قابل توجه این است که تیم تحقیقاتی همچنین ظهور اولیه سد خونی مغزی را ثبت کردند. این لایه‌ای از سلول‌ها است که مغز را احاطه کرده و به کنترل موادی که می‌توانند وارد مغز شوند کمک می‌کند.

فرصت‌های جدید در درمان بیماری‌های عصبی

اگرچه بسیار کوچکتر از مغز واقعی انسان است، هر MRBO تنها شامل ۶ تا ۷ میلیون نورون است در مقایسه با ده‌ها میلیارد نورون در یک بزرگسال. با این حال، با حدود ۸۰٪ از سلول‌های مشخصه‌ی رشد اولیه‌ی جنین، این مدل‌ها فرصت‌های تحلیلی بی‌سابقه‌ای را ارائه می‌دهند.

به گفته تیم جان هاپکینز، MRBO می‌تواند برای آزمایش داروها در مدل‌های انسانی به جای حیوانات مورد استفاده قرار گیرد. در حال حاضر، ۸۵ تا ۹۰ درصد داروها در آزمایش‌های بالینی فاز ۱ شکست می‌خورند و این میزان برای داروهایی که برای درمان بیماری‌های عصبی استفاده می‌شوند، تا ۹۶ درصد است، که عمدتاً به این دلیل است که مطالعات پیش‌بالینی به شدت به موش‌ها یا سایر مدل‌های حیوانی متکی هستند.

حرکت به سمت آزمایش MRBO می‌تواند به سرعت بخشیدن به پیشرفت و بهبود میزان موفقیت کمک کند.

محقق آنی کاتوریا گفت: «بیماری آلزایمر، اوتیسم و ​​اسکیزوفرنی همگی بر کل مغز تأثیر می‌گذارند، نه فقط یک ناحیه. اگر بفهمیم در مراحل اولیه رشد مغز چه اتفاقی می‌افتد، ممکن است اهداف کاملاً جدیدی برای درمان پیدا کنیم.»

کارشناسان می‌گویند این تحقیق گامی بزرگ در مهندسی زیست‌پزشکی مدرن و علوم اعصاب است. دانشمندان می‌توانند از مدل‌های پیچیده ارگانوئیدی به مرحله تشخیص و درمان شخصی‌سازی‌شده برسند، جایی که هر بیمار مدل مغزی مخصوص به خود را دارد که برای آزمایش دقیق اثرات داروها ساخته شده است.

علاوه بر این، پتانسیل‌های آینده شامل رابط‌های مغز و کامپیوتر و حتی جهت‌گیری جدیدی برای هوش مصنوعی مبتنی بر ارگانوئیدهای بیولوژیکی است.

بازگشت به موضوع

مین های

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