Учени отгледаха мозъчна тъкан в лаборатория. Ето какво ни каза това за човешкия мозък

Трябва да ви разкажа нещо, което ме шокира тази седмица. Сериозно, не мога да престана да мисля за това.

Учените отгледаха мозък. Не пълен мозък — само външния слой, кората, която е нещо като щабквартирата на мозъка. Но все пак. Отгледаха я в Петриево блюдо от стволови клетки на мишка и сега я сравняват с истинска, за да разберат какво прави развитието на мозъка толкова невероятно прецизно.

Изследването идва от Института за наука и технологии в Австрия и честно казано — резултатите са едновременно вълнуващи и смирени.

Какво точно създадоха?

Представете си органоид като миниатюрна, опростена версия на орган — като истински орган, но в микроскопичен мащаб и в лабораторни условия. Изследователите взели миши ембрионални стволови клетки (тези невероятни клетки, които могат да се превърнат в абсолютно всякакъв тип клетка в тялото) и ги насочили да станат мозъчни клетки. Неурони, глиални клетки, целият екип на кората.

Целта не е да създадат мислещо, усещащо мини-мозъче (да изясним това отначало). Вместо това учените искат да използват тези органоиди, за да изучават развитието на мозъка и да разберат какво се обърква при разстройства като микроцефалия (когато мозъкът е необичайно малък) или макроцефалия (когато е необичайно голям).

Нещата стават интересни

Когато изследователите сравнили своята лабораторно отгледана кора с реално развиващ се миши мозък, открили нещо доста показателно.

Органоидът произвеждал правилните типове клетки. Неуроните се появили. Глиалните клетки дошли в правилното време. Браво, науко!

Но таймингът бил сбъркан. В истински мозък развитието следва строга, почти хореографирана последователност. Стволовите клетки се размножават, после започват да произвеждат неурони в точен ред, и чак по-късно глиалните клетки се включват. Всичко е красиво линейно.

При органоида? Клетките дошли на партито, но не намерили програмата.

Липсващата част

Изследователите, ръководени от Симон Хипенмайер, мислят, че знаят какво се случва. Съществува нещо, наречено „ниша на стволовите клетки" — основно, всичко около стволовата клетка в жив организъм. Съседните клетки, кръвоносните съдове, сигналните молекули, растежните фактори — всички тези механични и химически сигнали, които казват на клетките какво да правят и кога.

Вътре в мишка (или в теб, или в мен), тази микросреда е като диригент на оркестър, който гарантира, че всяка секция свири точно в правилния момент.

В Петриево блюдо? Диригентът липсва. Клетките са талантливи, но импровизират вместо да следват партитурата.

Защо е важно

Ето какво наистина ме накара да се замисля: това не е провал. Това е невероятен напредък.

Преминахме от нула органоиди през 2009 г. до отглеждане на мозъчна тъкан, която произвежда правилните типове клетки, само за 16 години. Това е като мигване на око в научни мащаби.

И сега знаем какво ни липсва. Следващата стъпка е да разберем как да пресъздадем аспекти на тази ниша на стволовите клетки — да добавим липсващите сигнали и структури, за да направим лабораторно отгледаните мозъци да се държат по-близо до истинските.

За изследователите, които изучават мозъчни разстройства, това е огромна работа. Дори несъвършен органоид може да ни научи какво се обърква, когато развитието тръгне по грешен път. И колкото по-добри ставаме в复制рането на тази нишна среда, толкова по-мощни инструменти за разбиране на най-сложния ни орган ще стават тези миниатюрни мозъци.

По-голямата картина

Всеки път, когато чета за органоидни изследвания, не мога да не се замисля колко далеч сме стигнали. Започнахме да отглеждаме миниатюрни чревни органоиди през 2009 г., а сега правим кортикална тъкан. Някои изследователи дори са свързали органоиди със системи, които могат да играят Pong (да, наистина).

Навлизаме в територия, която кара учените истински да се замислят за етиката — въпроси дали напредналите органоиди някога може да притежават някаква степен на съзнание. Това не е страхопоклонничество; това е отговорна научна фантастика, която става отговорна наука.

Засега имаме миша кора в буркан, която не може съвсем да уцели тайминга. Но да разберем защо е изместена? Това ни учи нещо дълбоко за това как мозъците се изграждат от самото начало.

И лично аз смятам, че това е доста умопомрачително — без думата да е имала двойно значение.

Какво мислите?

Трябва ли да сме развълнувани, предпазливи или и двете относно бързото развитие на органоидните технологии? Споделете мислите си долу — наистина искам да знам как тази наука ви кара да се чувствате.