Прорыв: успешно выращен миниатюрный человеческий мозг

Американские исследователи только что совершили прорыв, успешно разработав «мини-мозг» с полноценными функциональными областями человеческого мозга, что позволяет моделировать практически всю нейронную активность.

Успешная разработка «мини-мозгов» — важный шаг вперёд в современной биомедицинской инженерии и нейробиологии. Фото: AI

В публикации в журнале Advanced Science группа исследователей из Университета Джонса Хопкинса (США) сообщила, что эти скопления нервных клеток демонстрируют тот же уровень активности, что и 40-дневный человеческий плод. Это открывает новые перспективы для лечения неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

«Искусственный мозг» становится ближе к реальности

Эти скопления клеток, называемые органоидами человеческого мозга, культивируются из плюрипотентных стволовых клеток, способных дифференцироваться в различные области мозга. Они не обладают сознанием, но могут выполнять базовые функции, такие как память и обучение.

В последние годы, благодаря развитию 3D-технологий, эти органоиды могут не только демонстрировать биоэлектрическую активность, но и управлять простыми роботами или даже «играть» в простые видеоигры, такие как Pong, что когда-то считалось чудом в области нейробиологии.

Однако до сих пор большинство созданных органоидов лишь имитировали определённую область мозга, например, кору больших полушарий, средний мозг или мозжечок, но не воспроизводили реальный механизм координации активности этих областей. Для изучения нейроразвития и психических расстройств науке необходима модель, представляющая весь человеческий мозг в действии.

По словам исследователя Энни Катурии, мы не можем просить человека позволить нам исследовать его мозг для изучения аутизма. Однако органоидные модели целого мозга могут позволить нам напрямую отслеживать течение заболевания, тем самым проверяя эффективность лечения и даже персонализируя схемы лечения.

После многих лет экспериментов команда Катурии стала одной из первых в мире , кто разработал многорегиональные органоиды мозга (MRBO). Сначала они культивировали нейроны из разных областей человеческого мозга вместе с их кровеносными сосудами в отдельных чашках Петри. Затем эти области были соединены с помощью белка «био-суперклея», который позволяет тканям соединяться и взаимодействовать друг с другом.

В результате области мозга начали генерировать синхронизированную электрическую активность, образуя единую сеть. Примечательно, что исследовательская группа также зафиксировала первоначальное появление гематоэнцефалического барьера – слоя клеток, окружающего мозг и помогающего контролировать проникновение веществ в мозг.

Новые возможности в лечении неврологических заболеваний

Хотя каждый MRBO значительно меньше настоящего человеческого мозга, он содержит всего 6–7 миллионов нейронов, в то время как у взрослого человека их десятки миллиардов. Однако, поскольку около 80% этих клеток характерны для раннего развития плода, эти модели открывают беспрецедентные аналитические возможности.

По данным команды Университета Джонса Хопкинса, MRBO может быть использован для тестирования лекарств на людях, а не на животных. В настоящее время 85–90% препаратов терпят неудачу на первой фазе клинических испытаний, а для препаратов для лечения неврологических заболеваний этот показатель достигает 96%, в основном потому, что доклинические исследования в значительной степени основаны на мышах или других животных моделях.

Переход к тестированию MRBO может помочь ускорить прогресс и повысить показатели успешности.

«Болезнь Альцгеймера, аутизм и шизофрения поражают весь мозг, а не только его отдел. Если мы поймём, что происходит на ранних стадиях развития мозга, мы сможем найти совершенно новые цели для лечения», — заявила исследователь Энни Катурия.

Эксперты утверждают, что это исследование является важным шагом вперёд в современной биомедицинской инженерии и нейробиологии. От создания сложных органоидных моделей учёные смогут перейти к этапу персонализированной диагностики и лечения, где для каждого пациента будет создана индивидуальная модель мозга для точной проверки действия препаратов.

Кроме того, в будущем появятся интерфейсы «мозг-компьютер» и даже новое направление в области искусственного интеллекта на основе биологических органоидов.

Вернуться к теме

МИНЬ ХАЙ

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