Gjennombrudd: Vellykket dyrking av en miniatyrisert menneskehjerne.

Amerikanske forskere har gjort et gjennombrudd ved å lykkes med å utvikle «minihjerner» med alle funksjonelle områder i den menneskelige hjernen, noe som gjør dem i stand til å simulere nevral aktivitet nesten fullstendig.

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

I en publikasjon i tidsskriftet Advanced Science rapporterte et forskerteam fra Johns Hopkins University (USA) at disse nervecelleklyngene viste aktivitetsnivåer som ligner på nivåene til 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 celleklyngene, kjent som 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, har disse organoidene ikke bare demonstrert bioelektrisk aktivitet, men kan også kontrollere enkle roboter, eller til og med "spille" grunnleggende videospill som Pong, som en gang ble ansett som et vidunder innen nevrobiologi.

Imidlertid simulerer de fleste organoider som er laget til dags dato bare en spesifikk hjerneregion, som hjernebarken, mellomhjernen eller lillehjernen, og har ennå ikke replikert hvordan disse hjerneregionene koordinerer funksjonene sine i virkeligheten. Hvis vitenskapen ønsker å studere nevroutviklingsforstyrrelser eller psykiatri, trenger den modeller som representerer hele den menneskelige hjernen i aksjon.

Ifølge forskeren Annie Kathuria kan vi ikke be noen om å la oss observere hjernen deres for å studere autisme. Men organoide modeller av hele hjernen kan tillate oss å overvåke den patologiske prosessen direkte, og dermed sjekke effektiviteten av behandlingen og til og med tilpasse behandlingsplaner.

Etter årevis med eksperimentering ble Kathurias team et av de første i verden til å utvikle et multiregionalt hjerneorganoid (MRBO). Først dyrket de nevroner fra forskjellige regioner av den menneskelige hjernen, sammen med grunnleggende blodkar, i separate kulturskåler. Disse regionene ble deretter koblet sammen ved hjelp av en type "biologisk superlim"-protein, slik at vevene kunne koble seg til og samhandle med hverandre.

Som et resultat begynner hjerneområder å generere synkronisert elektrisk aktivitet, og danner et enhetlig nettverk. Det er verdt å merke seg at forskerteamet også observerte den første tilsynekomsten av blod-hjerne-barrieren. Dette er laget av celler som omgir hjernen og som bidrar til å kontrollere hvilke 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 muligheter for analyse.

Ifølge forskerteamet ved Johns Hopkins kan MRBO-er brukes til å teste legemidler på menneskemodeller i stedet for dyr. For tiden mislykkes 85–90 % av legemidler i kliniske fase 1-studier, og denne andelen er så høy som 96 % for legemidler som behandler nevrologiske sykdommer, hovedsakelig fordi prekliniske studier hovedsakelig er avhengige av mus eller andre dyremodeller.

Å bytte til MRBO-testing kan bidra til å akselerere fremgangen og forbedre suksessraten.

«Alzheimers sykdom, autisme og schizofreni påvirker hele hjernen, ikke bare et bestemt område. Hvis vi forstår hva som skjer i de tidlige stadiene av hjerneutviklingen, kan vi kanskje finne helt nye behandlingsmål», delte forsker Annie Kathuria.

Eksperter anser denne forskningen som et stort gjennombrudd innen moderne biomedisinsk ingeniørfag og nevrovitenskap. Fra komplekse organoidmodeller kan forskere bevege seg mot personlig tilpasset diagnose og behandling, der hver pasient har en unik hjernemodell bygget for å nøyaktig vurdere effekten av medisiner.

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