Органоиды мозга, выращенные в лаборатории, показывают нейронную активность

30. августа 2019 | | Рубрика: В мире

Капли мозга размером с горошину начали проявлять признаки нервной активности, сходные с таковыми у недоношенных детей. Команда исследователей из университета Сан-Диего, США говорит, что это «беспрецедентный» уровень мозговых волн, наблюдаемый в лабораторных условиях.

«Никогда в истории науки никто не показывал, что клетки мозга запускаются и соединяются так, как мы видели с нашими органоидами. Таким образом, не было прецедентов для сравнения», — сказал ведущий автор работы Алиссон Муотри.

«Я был очень скептичен, когда увидел результаты. Как и многие неврологи, у меня было неверное предположение, что искусственно созданный органоид человеческого мозга никогда не достигнет такого уровня сложности. Это главным образом потому, что органоиды мозга не имеют всех типов клеток».

«Органоиды имеют ~ 1 миллион нейронов и настоящий мозг на несколько миллиардов, поэтому их размер значительно меньше», — добавил Муотри.

«Мы разработали новый протокол органоидов головного мозга, в котором нейроны могут динамически соединяться с течением времени, образуя сеть, которая гораздо более зрелая и активная, чем все, что ранее сообщалось наукой. Мало того, поскольку активность настолько высока, мы начинаем обнаруживать колебательные волны мозга аналогично тем, которые измеряются ЭЭГ «.

Органоиды мозга производили от 3000 до 300 000 электрических импульсов в минуту. Эти волны активности являются необходимыми предвестниками для мозга, чтобы обрабатывать сложную информацию и контролировать действия, поведение и многое другое. Чтобы достичь такого результата, команда подтолкнула человеческие стволовые клетки к росту в ткани коры головного мозга и способствовала их культуре, имитирующей развивающийся мозг.

Когда органоиды начали расти, команда записала все электрические схемы, демонстрируя постоянное увеличение активности в течение месяцев, включая спонтанное формирование сети. Затем команда использовала алгоритм машинного обучения, чтобы сравнить нейронную активность органоидов с 39 недоношенными детьми в возрасте от 6 до 9,5 месяцев.

«Мы разработали алгоритм машинного обучения, который может точно определять возраст субъекта на основе особенностей ЭЭГ. Эта машина была обучена на реальных данных и может отличать ЭЭГ от недоношенных детей после 25-38 недель после зачатия», — добавил Муотри.

«Затем мы наполняем машину сопоставимыми данными, поступающими от нашего органоида мозга in vitro, в разные недели. Машина сильно путается с данными органоидов и больше не может отличить реальные данные ЭЭГ, поступающие из человеческого мозга, от данных, поступающих из органоиды».

Прежде всего, их работа показывает, что появление этих сложных сетей и колебательных волн мозга генетически запрограммировано.

«Это не зависит от сигналов, исходящих из окружающей среды в утробе матери. Кроме того, одна только кора может это делать, и нам не нужны все области мозга, связанные с ними, чтобы появиться», — сказал Муотри. «Во-вторых, когда мы получим модели, которые похожи на человеческий мозг, появятся более этические вопросы. Наша работа должна переосмыслить этические дискуссии в этой области. Пока у нас нет никаких доказательств «познания»,«сознания» или «осознавая себя» на этих органоидах мозга, мы должны обсудить, как его измерить и что делать, если он положительный».

На данный момент, эти органоиды мозга не показывают никаких признаков сознания. Однако определение того, когда органоид превзошел эту черту, само по себе является затруднительным, особенно когда у нас нет определенного способа измерения сознания у взрослых или людей.

Цель данного исследования — исследовать истоки человеческого мозга, а не заменить его. Эта работа может помочь в исследовании болезней головного мозга, которые поражают миллионы людей во всем мире, но в настоящее время им не хватает существующей модели на животных, пишет IFLScience.

Kommentare sind geschlossen

Яндекс.Метрика