دانشمندان سلول‌های مغز انسان را به مغز موش‌های صحرایی پیوند زده‌اند، جایی که سلول‌ها رشد کرده و اتصالات ایجاد می‌کنند.

این بخشی از تلاش برای مطالعه بهتر رشد مغز انسان و بیماری‌هایی است که این پیچیده‌ترین اندام‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهند، که ما را همان چیزی که هستیم می‌سازد، اما مدت‌هاست که در هاله‌ای از رمز و راز پنهان مانده است.

دکتر سرجیو پاسکا، نویسنده ارشد مطالعه ای که روز چهارشنبه در ژورنال نیچر منتشر شد، گفت: «بسیاری از اختلالات مانند اوتیسم و ​​اسکیزوفرنی احتمالا منحصر به فرد انسانی هستند» اما «مغز انسان قطعاً چندان قابل دسترسی نبوده است.

رویکردهایی که شامل خارج کردن بافت از مغز انسان نمی‌شوند، «راه‌های امیدوارکننده‌ای برای مقابله با این شرایط هستند».

این تحقیق بر اساس کار قبلی تیم است ایجاد “ارگانوئید” مغز، ساختارهای ریز شبیه اندام های انسان که همچنین برای نشان دادن دیگران ساخته شده اند. مانند کبد، کلیه، پروستات یا قسمت های کلیدی آنها.

برای ساخت ارگانوئیدهای مغز، دانشمندان دانشگاه استنفورد سلول های پوست انسان را به سلول های بنیادی تبدیل کردند و سپس آنها را وادار کردند تا به چندین نوع سلول مغز تبدیل شوند. سپس آن سلول‌ها تکثیر شدند و ارگانوئیدهایی شبیه قشر مغز، بیرونی‌ترین لایه مغز انسان، که نقش کلیدی در چیزهایی مانند حافظه، تفکر، یادگیری، استدلال و احساسات دارد، تشکیل دادند.

دانشمندان آن ارگانوئیدها را به موش های 2 تا 3 روزه پیوند زدند، مرحله ای که هنوز ارتباطات مغزی در حال شکل گیری است. ارگانوئیدها طوری رشد کردند که در نهایت یک سوم نیمکره مغز موش را در جایی که کاشته شدند اشغال کردند. نورون‌های ارگانوئیدها با مدارهایی در مغز ارتباطات کاری ایجاد کردند.

نورون های انسانی قبلاً در جوندگان پیوند زده شده بود، اما به طور کلی در حیوانات بالغ، معمولاً موش. پاسکا، استاد روانپزشکی در دانشکده پزشکی استنفورد، گفت: این اولین باری است که این ارگانوئیدها در مغز موش های اولیه قرار می گیرند و «پیشرفته ترین مدار مغز انسان را که تا کنون از سلول های پوست انسان ساخته شده است و نشان می دهد که سلول های عصبی انسان کاشته شده می توانند بر رفتار یک حیوان تأثیر بگذارد.»

برای بررسی استفاده عملی از این روش، دانشمندان ارگانوئیدهایی را به هر دو طرف مغز موش پیوند زدند: یکی از سلول‌های یک فرد سالم و دیگری از سلول‌های فرد مبتلا به سندرم تیموتی، یک بیماری ژنتیکی نادر مرتبط با مشکلات قلبی و طیف اوتیسم. بی نظمی

پنج تا شش ماه بعد، آنها اثرات بیماری را در ارتباط با فعالیت نورون ها مشاهده کردند. تفاوت‌هایی در فعالیت الکتریکی دو طرف وجود داشت، و نورون‌های فرد مبتلا به سندرم تیموتی بسیار کوچک‌تر بودند و به‌اندازه‌ای جوانه نمی‌زنند که ورودی‌های نورون‌های مجاور را دریافت کنند.

محققان که تا حدودی بودجه مطالعه آنها توسط مؤسسه ملی بهداشت تامین شده است، گفتند که می‌توانند آزمایش‌های مشابهی را با استفاده از ارگانوئیدهای ساخته شده از سلول‌های افراد مبتلا به اختلالاتی مانند اوتیسم یا اسکیزوفرنی انجام دهند – و به طور بالقوه چیزهای جدیدی در مورد چگونگی تأثیر این شرایط بر روی بیماری یاد بگیرند. مغز نیز

دکتر فلورا واکارینو از دانشگاه ییل – که قبلا توده های حاوی قشر مغز را که با DNA افراد مبتلا به اوتیسم ساخته شده بود رشد داد – گفت که این مطالعه زمینه را به جلو می برد.

واکارینو که در این مطالعه مشارکتی نداشت، گفت: «این بسیار چشمگیر است که آنها اینجا انجام می دهند از نظر اینکه این سلول ها واقعاً می توانند از نظر رشد پیشرفته خود در موش به ما نشان دهند.

چنین آزمایشاتی بر روی حیوانات نگرانی های اخلاقی را ایجاد می کند. به عنوان مثال، پاسکا گفت که او و تیمش از سلامت موش‌ها و اینکه آیا آنها همچنان با ارگانوئیدهای درونشان رفتار عادی دارند، آگاه هستند، که به گفته او انجام می‌دهند. با این حال، پاسکا معتقد نیست که این باید در پستانداران آزمایش شود. علمای اخلاق همچنین در مورد امکان دستیابی ارگانوئیدهای مغزی در آینده به چیزی شبیه به آگاهی انسان تعجب می کنند که کارشناسان می گویند اکنون بسیار بعید است.

برخی از دانشمندان در حال مطالعه ارگانوئیدهای مغز انسان خارج از حیوانات هستند. برای مثال، محققان ETH Zurich در سوئیس مطالعه‌ای را در Nature منتشر کردند در اوایل این ماه، نحوه رشد بافت مغز مانند از سلول‌های بنیادی در آزمایشگاه و سپس نقشه‌برداری از انواع سلول‌ها در مناطق مختلف مغز و ژن‌هایی که رشد آنها را تنظیم می‌کنند، توضیح داد. برخی از این ساختارها برای مطالعه اوتیسم استفاده می کنند.

پاسکا گفت که ارگانوئیدهای مغزی همچنین می توانند برای آزمایش درمان های جدید برای اختلالات عصبی-روانی، بزرگترین علت ناتوانی در سراسر جهان مورد استفاده قرار گیرند. او گفت که چنین تحقیقاتی باید به دانشمندان کمک کند تا گام‌هایی بردارند که تا به حال بسیار دشوار بوده است، زیرا دستیابی به مغز انسان بسیار سخت است – به همین دلیل است که ما در روانپزشکی در مقایسه با هر شاخه دیگری از روانپزشکی بسیار عقب هستیم. پزشکی از نظر درمانی.»

___

بخش سلامت و علم آسوشیتدپرس از بخش آموزش علوم موسسه پزشکی هاوارد هیوز حمایت می‌شود. AP تنها مسئول تمام محتوا است.