Gjennombrudd: Vellykket dyrking av miniatyrmenneskehjerner

Amerikanske forskere har nettopp gjort et gjennombrudd ved å lykkes med å utvikle «minihjerner» med fullt funksjonelle områder av den menneskelige hjernen, som bidrar til å simulere nesten all nevral aktivitet.

Den vellykkede utviklingen av «minihjerner» er et stort skritt fremover innen moderne biomedisinsk ingeniørfag og nevrovitenskap - Foto: AI

I en publikasjon i tidsskriftet Advanced Science sa et forskerteam fra Johns Hopkins University (USA) at disse nervecelleklyngene viser samme aktivitetsnivå som et 40 dager gammelt menneskefoster. Dette åpner for nye muligheter for behandling av nevrologiske sykdommer som Parkinsons og Alzheimers.

«Kunstige hjerner» nærmer seg virkeligheten

Disse celleklumpene, kalt organoider i den menneskelige hjernen, dyrkes fra pluripotente stamceller, som har evnen til å differensiere til forskjellige områder av hjernen. De er ikke bevisste, men kan utføre grunnleggende funksjoner som hukommelse og læring.

I de senere år, takket være utviklingen av 3D-teknologi, kan disse organoidene ikke bare demonstrere bioelektrisk aktivitet, men også kontrollere enkle roboter, eller til og med "spille" grunnleggende videospill som Pong, som en gang ble ansett som et mirakel innen nevrobiologi.

Men frem til nå har de fleste organoidene som er laget bare simulert en bestemt hjerneregion, som hjernebarken, mellomhjernen eller lillehjernen, men har ikke reprodusert måten hjerneregioner koordinerer aktiviteter på i virkeligheten. Hvis vi ønsker å studere nevroutviklingsmessige eller psykiatriske lidelser, trenger vitenskapen en modell som representerer hele den menneskelige hjernen i aksjon.

Ifølge forskeren Annie Kathuria kan vi ikke be en person om å la oss se på hjernen deres for å studere autisme. Men organoide modeller av hele hjernen kan tillate oss å overvåke sykdomsprosessen direkte, og dermed teste effektiviteten av behandlinger og til og med tilpasse behandlingsregimer.

Etter årevis med eksperimentering ble Kathurias team et av de første i verden til å utvikle multiregionale hjerneorganoider (MRBO-er). Først dyrket de nevroner fra forskjellige regioner av den menneskelige hjernen, sammen med deres underliggende blodårer, i separate kulturskåler. Disse regionene ble deretter koblet sammen ved hjelp av et «bio-superlim»-protein, som lar vevene koble seg til og samhandle med hverandre.

Som et resultat begynte hjerneområder å produsere synkronisert elektrisk aktivitet, og dannet et enhetlig nettverk. Det er verdt å merke seg at forskerteamet også registrerte den første tilsynekomsten av blod-hjerne-barrieren. Det er laget av celler som omgir hjernen og bidrar til å kontrollere stoffer som kan komme inn i hjernen.

Nye muligheter i behandlingen av nevrologiske sykdommer

Selv om de er mye mindre enn en ekte menneskehjerne, inneholder hver MRBO bare 6–7 millioner nevroner sammenlignet med titalls milliarder hos en voksen. Med omtrent 80 % av cellene som er karakteristiske for tidlig fosterutvikling, tilbyr disse modellene imidlertid enestående analytiske muligheter.

Ifølge Johns Hopkins-teamet kan MRBO brukes til å teste legemidler i menneskelige modeller i stedet for dyr. For tiden mislykkes 85–90 % av legemidler i kliniske fase 1-studier, og den andelen er så høy som 96 % for legemidler til behandling av nevrologiske sykdommer, hovedsakelig fordi prekliniske studier er sterkt avhengige av mus eller andre dyremodeller.

Å gå over til MRBO-testing kan bidra til å øke fremdriften og forbedre suksessraten.

«Alzheimers sykdom, autisme og schizofreni påvirker hele hjernen, ikke bare én region. Hvis vi forstår hva som skjer i de tidlige stadiene av hjerneutviklingen, kan vi finne helt nye mål for behandling», sa forsker Annie Kathuria.

Eksperter sier at forskningen er et stort skritt fremover innen moderne biomedisinsk ingeniørfag og nevrovitenskap. Fra komplekse organoidmodeller kan forskere gå videre til stadiet med personlig diagnose og behandling, der hver pasient har sin egen hjernemodell bygget for å teste effekten av legemidler nøyaktig.

I tillegg inkluderer fremtidig potensial grensesnitt mellom hjerne og datamaskin og til og med en ny retning for kunstig intelligens basert på biologiske organoider.

Tilbake til emnet

MINH HAI

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