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» یک پیشرفت 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) گزارش داد که این خوشه‌های سلول‌های عصبی، سطوح فعالیتی مشابه با 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 خوشه‌های سلولی که به عنوان ارگانوئیدهای مغز انسان شناخته می‌شوند، از سلول‌های بنیادی پرتوان کشت 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 فعالیت بیوالکتریکی از خود نشان داده‌اند، بلکه می‌توانند ربات‌های ساده را نیز کنترل کنند، یا حتی بازی‌های ویدیویی ساده‌ای مانند پونگ را که زمانی در حوزه نوروبیولوژی یک شگفتی محسوب می‌شد، "بازی" کنند.

با این حال، تا به امروز، اکثر ارگانوئیدهای ساخته شده فقط یک ناحیه خاص مغز مانند قشر مغز، مغز میانی یا مخچه را شبیه‌سازی می‌کنند و هنوز نحوه هماهنگی عملکرد این نواحی مغز را در واقعیت شبیه‌سازی نکرده‌اند. اگر علم بخواهد اختلالات عصبی-رشدی یا روانپزشکی را مطالعه کند، به مدل‌هایی نیاز دارد که کل مغز انسان را در عمل نشان دهند.

به گفته‌ی محقق آنی کاتوریا، ما نمی‌توانیم از کسی بخواهیم که برای مطالعه‌ی اوتیسم، مغزش را مشاهده کند. اما مدل‌های ارگانوئیدی کل مغز می‌توانند به ما اجازه دهند تا مستقیماً فرآیند پاتولوژیک را رصد کنیم و از این طریق اثربخشی درمان را بررسی کرده و حتی برنامه‌های درمانی را شخصی‌سازی کنیم.

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

در نتیجه، نواحی مغز شروع به تولید فعالیت الکتریکی هماهنگ می‌کنند و یک شبکه یکپارچه را تشکیل می‌دهند. نکته قابل توجه این است که تیم تحقیقاتی همچنین ظهور اولیه سد خونی مغزی را مشاهده کردند. این لایه‌ای از سلول‌ها است که مغز را احاطه کرده و به کنترل ورود مواد به مغز 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 بی‌سابقه‌ای برای تجزیه و تحلیل ارائه می‌دهند.

طبق گفته تیم تحقیقاتی جان هاپکینز، MRBOها می‌توانند برای آزمایش داروها روی مدل‌های انسانی به جای حیوانات استفاده شوند. در حال حاضر، ۸۵ تا ۹۰ درصد داروها در آزمایش‌های بالینی فاز ۱ شکست می‌خورند و این میزان برای داروهایی که بیماری‌های عصبی را درمان می‌کنند تا ۹۶ درصد است، عمدتاً به این دلیل که مطالعات پیش‌بالینی عمدتاً بر روی موش‌ها یا سایر مدل‌های حیوانی متکی هستند.

روی آوردن به آزمایش MRBO می‌تواند به تسریع پیشرفت و بهبود میزان موفقیت کمک کند.

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

کارشناسان این تحقیق را یک پیشرفت بزرگ در مهندسی زیست‌پزشکی مدرن و علوم اعصاب می‌دانند. دانشمندان می‌توانند از مدل‌های پیچیده ارگانوئیدی به سمت تشخیص و درمان شخصی‌سازی‌شده حرکت کنند، جایی که هر بیمار یک مدل مغزی منحصر به فرد دارد که برای ارزیابی دقیق اثرات دارو 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.

برگردیم به موضوع

مین های

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