פריצת דרך: טיפוח מוצלח של מוחות אנושיים מיניאטוריים

חוקרים אמריקאים עשו פריצת דרך על ידי פיתוח מוצלח של "מוחות מיני" עם אזורים תפקודיים מלאים של המוח האנושי, המסייעים לדמות כמעט את כל הפעילות העצבית.

הפיתוח המוצלח של "מיני מוחות" הוא צעד משמעותי קדימה בהנדסה ביו-רפואית מודרנית ובמדעי המוח - צילום: בינה מלאכותית

בפרסום בכתב העת Advanced Science , צוות מחקר מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס (ארה"ב) אמר כי צבירי תאי עצב אלה מראים את אותה רמת פעילות כמו עובר אנושי בן 40 יום. זה פותח אפשרויות חדשות לטיפול במחלות נוירולוגיות כמו פרקינסון ואלצהיימר.

"מוחות מלאכותיים" מתקרבים למציאות

גושים אלה, הנקראים אורגנואידים של המוח האנושי, מגודלים מתאי גזע פלוריפוטנטיים, בעלי יכולת התמיינות לאזורים שונים במוח. הם אינם מודעים, אך יכולים לבצע פונקציות בסיסיות כמו זיכרון ולמידה.

בשנים האחרונות, הודות לפיתוח טכנולוגיית התלת-ממד, האורגנואידים הללו יכולים לא רק להדגים פעילות ביו-אלקטרית אלא גם לשלוט ברובוטים פשוטים, או אפילו "לשחק" משחקי וידאו בסיסיים כמו פונג, שנחשב בעבר לנס בתחום הנוירוביולוגיה.

עם זאת, עד כה, רוב האורגנואידים שנוצרו מדמים רק אזור מסוים במוח כמו קליפת המוח, המוח האמצעי או המוח הקטן, אך לא שוחזרו את האופן שבו אזורי המוח מתאמים פעילויות כפי שמתרחש במציאות. אם ברצוננו לחקור הפרעות נוירו-התפתחותיות או פסיכיאטריות, המדע זקוק למודל המייצג את המוח האנושי כולו בפעולה.

לדברי החוקרת אנני קת'וריה, איננו יכולים לבקש מאדם לאפשר לנו להסתכל על מוחו כדי לחקור אוטיזם. אבל מודלים אורגנואידים של המוח כולו יכולים לאפשר לנו לנטר ישירות את תהליך המחלה, ובכך לבחון את יעילות הטיפולים ואף להתאים אישית משטרי טיפול.

לאחר שנים של ניסויים, הצוות של קתוריה הפך לאחד הראשונים בעולם שפיתח אורגנואידים רב-אזוריים למוח (MRBOs). ראשית, הם גידלו נוירונים מאזורים שונים במוח האנושי, יחד עם כלי הדם שמתחתם, בצלחות תרבית נפרדות. אזורים אלה חוברו לאחר מכן באמצעות חלבון "ביו-סופר-דבק", המאפשר לרקמות להתחבר ולקיים אינטראקציה זו עם זו.

כתוצאה מכך, אזורים במוח החלו לייצר פעילות חשמלית מסונכרנת, ויצרו רשת מאוחדת. ראוי לציין כי צוות המחקר תיעד גם את הופעתו הראשונית של מחסום הדם-מוח. זוהי שכבת התאים המקיפה את המוח, ועוזרת לשלוט בחומרים שיכולים להיכנס למוח.

הזדמנויות חדשות בטיפול במחלות נוירולוגיות

למרות שמודלים אלה קטנים בהרבה ממוח אנושי אמיתי, כל MRBO מכיל רק 6-7 מיליון נוירונים בהשוואה לעשרות מיליארדים אצל אדם בוגר. עם זאת, עם כ-80% מהתאים האופייניים להתפתחות עוברית מוקדמת, הם מציעים הזדמנויות אנליטיות חסרות תקדים.

על פי צוות ג'ונס הופקינס, ניתן להשתמש ב-MRBO לבדיקת תרופות במודלים אנושיים במקום בבעלי חיים. נכון לעכשיו, 85-90% מהתרופות נכשלות בניסויים קליניים שלב 1, ושיעור זה מגיע עד 96% עבור תרופות לטיפול במחלות נוירולוגיות, בעיקר משום שמחקרים פרה-קליניים מסתמכים במידה רבה על עכברים או מודלים אחרים של בעלי חיים.

מעבר לבדיקות MRBO יכול לעזור להאיץ את ההתקדמות ולשפר את שיעורי ההצלחה.

"מחלת אלצהיימר, אוטיזם וסכיזופרניה משפיעות כולן על כל המוח, לא רק על אזור אחד. אם נבין מה קורה בשלבים המוקדמים של התפתחות המוח, ייתכן שנמצא מטרות חדשות לחלוטין לטיפול", אמרה החוקרת אנני קת'וריה.

מומחים אומרים שהמחקר הוא צעד משמעותי קדימה בהנדסה ביו-רפואית מודרנית ובמדעי המוח. ממודלים מורכבים של אורגנואידים, מדענים יכולים לעבור לשלב של אבחון וטיפול מותאמים אישית, שבו לכל מטופל נבנה מודל מוח משלו כדי לבחון במדויק את השפעות התרופות.

בנוסף, הפוטנציאל העתידי כולל ממשקי מוח-מחשב ואפילו כיוון חדש לבינה מלאכותית המבוססת על אורגנואידים ביולוגיים.

חזרה לנושא

מין היי

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