Den framgångsrika utvecklingen av "minihjärnor" är ett stort genombrott inom modern biomedicinsk teknik och neurovetenskap - Foto: AI
I en publikation i tidskriften Advanced Science rapporterade ett forskarteam från Johns Hopkins University (USA) att dessa neurala cellkluster uppvisade aktivitetsnivåer som liknar de hos ett 40 dagar gammalt mänskligt foster. Detta öppnar upp nya möjligheter för behandling av neurologiska sjukdomar som Parkinsons och Alzheimers.
"Artificiella hjärnor" närmar sig verkligheten.
Dessa cellkluster, kända som mänskliga hjärnorganoider, odlas från pluripotenta stamceller, vilka har förmågan att differentiera till olika regioner i hjärnan. De är inte medvetna, men kan utföra grundläggande funktioner som minne och inlärning.
Under senare år, tack vare utvecklingen av 3D-teknik, har dessa organoider inte bara visat bioelektrisk aktivitet utan kan också styra enkla robotar, eller till och med "spela" enkla videospel som Pong, vilket en gång ansågs vara ett underverk inom neurobiologin.
Hittills simulerar dock de flesta skapade organoider endast en specifik hjärnregion, såsom hjärnbarken, mellanhjärnan eller lillhjärnan, och har ännu inte replikerat hur dessa hjärnregioner koordinerar sina funktioner i verkligheten. Om vetenskapen vill studera neurologiska utvecklingsstörningar eller psykiatri behöver den modeller som representerar hela den mänskliga hjärnan i aktion.
Enligt forskaren Annie Kathuria kan vi inte be någon att låta oss observera deras hjärna för att studera autism. Men helhjärnsorganoidmodeller skulle kunna göra det möjligt för oss att direkt övervaka den patologiska processen, och därigenom kontrollera behandlingens effektivitet och till och med anpassa behandlingsplaner.
Efter åratal av experiment blev Kathurias team ett av de första i världen att utveckla en multiregional brain organoid (MRBO). Först odlade de neuroner från olika regioner av den mänskliga hjärnan, tillsammans med enkla blodkärl, i separata odlingsskålar. Dessa regioner kopplades sedan samman med hjälp av en typ av "biologiskt superlim"-protein, vilket gjorde att vävnaderna kunde ansluta och interagera med varandra.
Som ett resultat börjar hjärnregioner generera synkroniserad elektrisk aktivitet och bildar ett enhetligt nätverk. Det är värt att notera att forskargruppen också observerade den första uppkomsten av blod-hjärnbarriären. Detta är det celllager som omger hjärnan och som hjälper till att kontrollera vilka ämnen som kan komma in i hjärnan.
Nya möjligheter inom behandling av neurologiska sjukdomar.
Även om de är mycket mindre än en riktig mänsklig hjärna, innehåller varje MRBO endast 6–7 miljoner neuroner jämfört med tiotals miljarder hos en vuxen. Men med cirka 80 % av cellerna karakteristiska för tidig fosterutveckling erbjuder dessa modeller oöverträffade möjligheter för analys.
Enligt forskargruppen vid Johns Hopkins skulle MRBO:er kunna användas för att testa läkemedel på mänskliga modeller istället för djur. För närvarande misslyckas 85–90 % av läkemedlen i kliniska fas 1-prövningar, och denna andel är så hög som 96 % för läkemedel som behandlar neurologiska sjukdomar, till stor del på grund av att prekliniska studier främst förlitar sig på möss eller andra djurmodeller.
Att byta till MRBO-testning kan bidra till att påskynda framstegen och förbättra framgångsgraden.
”Alzheimers sjukdom, autism och schizofreni påverkar alla hela hjärnan, inte bara ett specifikt område. Om vi förstår vad som händer i de tidiga stadierna av hjärnutvecklingen kan vi kanske hitta helt nya behandlingsmål”, delade forskaren Annie Kathuria.
Experter anser att denna forskning är ett stort genombrott inom modern biomedicinsk teknik och neurovetenskap. Från komplexa organoidmodeller kan forskare gå vidare mot personlig diagnos och behandling, där varje patient har en unik hjärnmodell byggd för att noggrant bedöma effekterna av medicinering.
Dessutom inkluderar framtida potential gränssnitt mellan hjärna och dator och till och med en ny riktning för artificiell intelligens baserad på biologiska organoider.
Källa: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm
Kommentar (0)