Rotten blev transplanteret med en menneskelig hjerne – hvad kom der ud af det?

For at studere levende celler vokser forskerne indsærlige beholdere cellekulturer. De er i et næringsmedium, der giver dem mulighed for at vokse og dele sig. Imidlertid er celler dyrket separat, forskellige fra dem, der vokser i et organ og interagerer med naboceller. Derfor kom videnskabsmænd op med ideen om at dyrke organeller - et kompleks af celler, der danner et udseende af enhver del af et rigtigt organ. I organeller er celler i stand til at modtage signaler fra andre celler, samt sende deres egne signaler. Men som vi diskuterede tidligere i artiklen om den "kunstige" hjerne, var celler i komplekse organer, såsom hjernen, ikke egnede til at studere celler indtil for nylig. Dette skyldes, at neuroner i organeller ikke har bestemte egenskaber, som de har i den levende hjerne. Men amerikanske videnskabsmænd fandt ud af, hvordan de skulle løse dette problem - de transplanterede en organoid med menneskelige celler ind i hjernen på nyfødte rotter. Resultatet overraskede selv forskerne selv.

Forskere har implanteret en organoid med menneskelige celler i hjernen på en rotte

Rottehjernetransplantation

Forskere har introduceret en organoid i det somatosensoriskeregion af rottens hjernebark. Denne del af hjernen er i stand til at reagere på impulser fra vibrissae, det vil sige taktil langt og groft hår (overskæg). Når knurhårene vibrerer, genkender hjernen dem. Som forskere rapporterer i tidsskriftet Nature, begyndte den at vokse aktivt efter introduktionen af ​​en organoid fra menneskeceller i hjernen på en rotte. På tre måneder steg det ni gange, som et resultat af det var omkring en tredjedel af cortex i en af ​​halvkuglerne. Det udviklede sig som én enhed med rotternes hjerne. Rotteneuronerne tilføjede imidlertid ikke volumen til organoiden.

Menneskelig organoid i rottehjerne

Hvad er fordelen ved at dyrke en organoid direkte ihjerne? Først og fremmest spiser han bedre. Derudover modtog de signaler fra andre celler, som påvirkede deres udvikling. På grund af dette var neuronerne i den transplanterede organoid naturligvis 6 gange større end i denne periode i organoiden, som udvikler sig af sig selv. Derudover var de mere komplekse – de havde flere grene og synapser.

Hvordan den menneskelige hjerne arbejdede sammen med en rottes hjerne

Hvad skete der med selve rotten efter transplantationenmenneskelig hjerne (organoid)? Selvfølgelig blev hun ikke til en person, som en hund i den berømte roman af Mikhail Bulgakov. Men ifølge forskerne adskilte cellerne sig i modenhed. Deres elektrofysiologiske egenskaber lignede mere rigtige hjerneceller. Og de etablerede også forbindelser ikke kun mellem deres egne celler, det vil sige organoidens celler, men også neuronerne i hjernen hos rotter.

Da vibrissaerne reagerede på luftpusten,menneskelige neuroner reagerede på disse impulser. Men, mest interessant, påvirkede menneskelige neuroner gnaveres adfærd. Organoiden er blevet modificeret, så dens neuroner kan reagere på lysglimt.

Menneskelige neuroner påvirkede rotteadfærd

Når neuroner i rottehjernen blev stimuleret med lys,dyret fik en portion vand. Så, da organoidens neuroner viste aktivitet, men rotten ikke fik vand, begyndte hun selv at lede efter det, det vil sige, at der udviklede sig en refleks. Er en rotte blevet klogere med en menneskelig hjerne? Ifølge forskerne, test, der vurderede mental aktivitet, bestod dyret på samme måde som almindelige rotter.

Et elektroencefalogram og andre undersøgelser af hjernen viste ingen signifikante abnormiteter. Selvom videnskabsmænd antog, at sådanne afvigelser burde være, fordi en del af hjernen stadig var en andens.

Ny teknologi vil hjælpe i studiet af genetiske sygdomme i hjernen

Hvorfor fik en rotte en menneskelig hjernetransplantation?

Hvad er den praktiske brug af transplanteret ind i hjernenorganoid? Denne teknologi vil naturligvis hjælpe med at studere i detaljer forskellige neuropsykiatriske sygdomme såvel som genetiske mutationer. I deres eksperiment transplanterede forskerne en af ​​rotterne ind i en organoid, der indeholdt neuroner med Timothys syndrom, en genetisk sygdom, der påvirker hjernens udvikling.

Sørg for at abonnere på YANDEX.ZEN KANALEN, hvor virkelig spændende og spændende materialer venter dig.

Som et resultat udviklede organoiden sig virkelig fraanomalier. For eksempel viste processer-dendritter sig at være enklere end i en sund organoid. Jeg må sige, at menneskelige neuroner har forsøgt at transplantere ind i hjernen på gnavere før. Dette var dog netop neuroner dyrket i cellekultur, og ikke en hel organoid. Måske på grund af dette slog de rod godt og opførte sig mere naturligt.