Вчені створили штучний мозок із шизофренією

Детально вивчати процеси, які відбуваються утих чи інших органах, можна лише на живих примірниках. Більше того, щоб з'ясувати, як розвиваються органи в зародку, необхідно штучно їх виростити в лабораторних умовах. Але штучно вирощувати повноцінні органи наука ще не навчилася. Проте проблему все ж таки вдалося вирішити шляхом створення органоїдів. Звичайно, це не повноцінний орган, органоїди мають мікроскопічні розміри і є фрагментом будь-якого органу. Проте навіть їх досить достатньо, щоб провести серйозні дослідження. Наприклад, нещодавно ми розповідали, що завдяки органоїдам вченим вдалося з'ясувати, що кишечник впливає розвиток серця. Тепер ученим з Колумбійського університету вдалося вдосконалити органоїди мозку та об'єднати їх у мережу. Таким чином було створено “штучний мозок”, причому він мав ознаки шизофренії.

Вчені створили подобу мозку з ознаками шизофренії

Як вчені створюють органоїди

Для створення органоїдів вчені використовуютьстовбурові клітини. У лабораторних умовах їх перетворюють на спеціалізовані клітини певних типів, після чого вони починають взаємодіяти одна з одною та розвиватися на органоїд. Останній також до певного моменту розвивається, аналогічно до розвитку органів у ембріона.

Слід зазначити, що середовище, в якомурозвиваються клітини при вирощуванні органоїдів, що максимально нагадує природну. Завдяки цьому органоїди наближені до цього органу, і у багатьох відношеннях поводяться як органи, що дозволяє вченим проводити дослідження та робити на їх основі висновки.

Органоїди створюють із стовбурових клітин

Органоїди існують різних видів.Вони виявилися справді потужним інструментом для вивчення таких органів, як серце та печінка. Однак до останнього моменту вважалося, що мозкові органоїди не приносять користі. Вони хоч і мають активні нейрони, але ці нейрони не обмінюються між собою сигналами. Іншими словами, мозкові органоїди не поводяться так, як справжній мозок, а отже, і не підходять для вивчення мозку. Але вчені Колумбійського університету знайшли спосіб, як виправити цю ситуацію.

Як у лабораторних умовах виростили “штучний мозок”

Вчені створили певні умови, якідозволили об'єднати нейронні органоїди у мережу, про що автори роботи повідомляють у виданні Nature Communications. По суті вони створили інкубатор, в який помістили розчин з великою кількістю клітин.

Вже наступного ранку вони побачили щось, що їхсильно здивувало — у пробірці виникли крихітні кульки, які були з'єднані одна з одною. Це означало, що залишкові клітини мозку серед за ніч агрегували в крихітні нервові сфери.

Зі стовбурових клітин вченим вдалося створити модульні нейронні мережі

Більше того, ці сфероїди спонтанно з'єдналися у мережу. Вчені назвали їх модульними нейронними мережами чи MoNNets. Вони виявилися корисними як для імітації здорового мозку, а й хворого.

"Ми думаємо, що MoNNets подолають обмеження органоїдів і стануть найкращими 3D-моделями мозкової тканини", - говорить доктор Радж Томер, один з авторів дослідження.

Найцікавіше, що у своїй роботідослідники виростили MoNNet із клітин мозку мишей, що несуть варіанти генів, які пов'язують із шизофренією. Нагадаємо, що шизофренія має спадковий характер. Модульні нейронні мережі, що виявилися в результаті, демонстрували нормальний локальний зв'язок між клітинами всередині кожної сфери, але погану передачу сигналів між сферами. У результаті вся сфера щодо передачі сигналів стала менш стабільною.

Обов'язково підписуйтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, де на вас чекають справді захоплюючі та захоплюючі матеріали.

Після обробки "шизофренічної" мережі нейросферліками, які покращували роботу мозку мишей із симптомами шизофренії, MoNNets починала працювати нормально. Тобто обмін сигналами у мережі стабілізувався завдяки лікарському препарату.

MoNNet допоможуть у лікуванні шизофренії та інших психічних захворювань

Як і «штучний мозок» допоможе у лікуванні психіатричних захворювань

MoNNets, що складаються з кількох мільйонівклітин, що імітували деякі особливості клітинних та нейронних ланцюгів мозку пацієнтів з шизофренією. Звичайно, не йдеться про повноцінну модель шизофренії. Однак цей метод допоможе краще зрозуміти деякі симптоми хвороби, наприклад ослаблення робочої пам'яті.

"Це може допомогти нам вивчити короткочасну втрату пам'яті при шизофренії, при якій може мати місце аналогічна відсутність стабільних зв'язків", - говорить доктор Радж Томер.

Треба сказати, що протягом десятиліть у лікуванніпсихічних розладів був особливого прогресе. Можливо, MoNNets допоможуть змінити ситуацію. Їх можна використовувати як виявлення біологічних основ нервово-психічних розладів, але й перевірки фармакологічних методів лікування.