Terobosan: Berjaya memupuk otak manusia kecil

Penyelidik Amerika baru sahaja membuat satu kejayaan dengan berjaya membangunkan 'otak mini' dengan kawasan berfungsi penuh otak manusia, membantu mensimulasikan hampir semua aktiviti saraf.

Kejayaan pembangunan "otak mini" adalah satu langkah besar ke hadapan dalam kejuruteraan bioperubatan moden dan sains saraf - Foto: AI

Dalam penerbitan dalam jurnal Advanced Science , pasukan penyelidik dari Johns Hopkins University (AS) mengatakan bahawa kelompok sel saraf ini menunjukkan tahap aktiviti yang sama seperti janin manusia berusia 40 hari. Ini membuka prospek baharu untuk merawat penyakit saraf seperti Parkinson dan Alzheimer.

"Otak buatan" semakin hampir dengan realiti

Dipanggil organoid otak manusia, gumpalan sel ini dibiakkan daripada sel stem pluripoten, yang mempunyai keupayaan untuk membezakan ke kawasan otak yang berbeza. Mereka tidak sedar, tetapi boleh melakukan fungsi asas seperti ingatan dan pembelajaran.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terima kasih kepada pembangunan teknologi 3D, organoid ini bukan sahaja dapat menunjukkan aktiviti bioelektrik tetapi juga boleh mengawal robot mudah, atau bahkan "bermain" permainan video asas seperti Pong, yang pernah dianggap sebagai keajaiban dalam bidang neurobiologi.

Walau bagaimanapun, sehingga kini, kebanyakan organoid yang dicipta hanya mensimulasikan kawasan otak tertentu seperti korteks serebrum, otak tengah atau cerebellum, tetapi tidak menghasilkan semula cara kawasan otak menyelaraskan aktiviti seperti dalam realiti. Jika kita ingin mengkaji gangguan neurodevelopmental atau psikiatri, sains memerlukan model yang mewakili keseluruhan otak manusia dalam tindakan.

Menurut penyelidik Annie Kathuria, kita tidak boleh meminta seseorang membenarkan kita melihat otak mereka untuk mengkaji autisme. Tetapi model organoid seluruh otak boleh membolehkan kita memantau secara langsung proses penyakit, dengan itu menguji keberkesanan rawatan dan juga memperibadikan rejimen rawatan.

Selepas bertahun-tahun percubaan, pasukan Kathuria menjadi salah satu yang pertama di dunia untuk membangunkan organoid otak berbilang wilayah (MRBO). Pertama, mereka membudayakan neuron dari kawasan otak manusia yang berbeza, bersama-sama dengan saluran darah asas mereka, dalam hidangan budaya yang berasingan. Kawasan-kawasan ini kemudiannya disambungkan menggunakan protein "bio-superglue", yang membolehkan tisu-tisu bersambung dan berinteraksi antara satu sama lain.

Akibatnya, kawasan otak mula menghasilkan aktiviti elektrik yang disegerakkan, membentuk rangkaian bersatu. Terutama, pasukan penyelidik juga merekodkan penampilan awal penghalang darah-otak. Iaitu lapisan sel yang mengelilingi otak, membantu mengawal bahan yang boleh masuk ke otak.

Peluang baru dalam rawatan penyakit saraf

Walaupun jauh lebih kecil daripada otak manusia sebenar, setiap MRBO hanya mengandungi 6-7 juta neuron berbanding berpuluh bilion orang dewasa. Walau bagaimanapun, dengan kira-kira 80% daripada ciri sel perkembangan janin awal, model ini menawarkan peluang analisis yang belum pernah berlaku sebelum ini.

MRBO boleh digunakan untuk menguji dadah dalam model manusia dan bukannya haiwan, menurut pasukan Johns Hopkins. Pada masa ini, 85-90% ubat gagal dalam ujian klinikal fasa 1, dan kadar itu setinggi 96% untuk ubat untuk merawat penyakit saraf, sebahagian besarnya kerana kajian praklinikal banyak bergantung pada tikus atau model haiwan lain.

Beralih ke ujian MRBO boleh membantu mempercepatkan kemajuan dan meningkatkan kadar kejayaan.

"Penyakit Alzheimer, autisme, dan skizofrenia semuanya menjejaskan seluruh otak, bukan hanya satu rantau. Jika kita memahami apa yang berlaku pada peringkat awal perkembangan otak, kita mungkin mencari sasaran baru sepenuhnya untuk rawatan," kata penyelidik Annie Kathuria.

Pakar berkata penyelidikan itu merupakan satu langkah besar ke hadapan dalam kejuruteraan bioperubatan moden dan sains saraf. Daripada model organoid yang kompleks, saintis boleh beralih ke peringkat diagnosis dan rawatan yang diperibadikan, di mana setiap pesakit mempunyai model otak mereka sendiri yang dibina untuk menguji kesan ubat dengan tepat.

Di samping itu, potensi masa depan termasuk antara muka otak-komputer dan juga hala tuju baharu untuk kecerdasan buatan berdasarkan organoid biologi.

Kembali ke topik

MINH HAI

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