Ученые создали искусственный мозг с шизофренией

Детально изучать процессы, которые происходят в тех или иных органах, можно только на живых экземплярах. Более того, чтобы выяснить как развиваются органы в зародыше, необходимо искусственно их вырастить в лабораторных условиях. Но искусственно выращивать полноценные орган наука еще не научилась. Однако проблему все же удалось решить путем создания органоидов. Конечно, это не полноценный орган, органоиды имеют микроскопические размеры и представляют собой фрагмент какого-либо органа. Однако даже их зачастую достаточно, чтобы провести серьезные исследования. К примеру, не так давно мы рассказывали, что благодаря органоидам ученым удалось выяснить, что кишечник влияет на развитие сердца. Теперь же ученым из Колумбийского университета удалось усовершенствовать органоиды мозга и объединить их в сеть. Таким образом был создан “искусственный мозг”, причем, он имел признаки шизофрении.

Ученые создали искусственный мозг с шизофренией. Ученые создали подобие мозга с признаками шизофрении. Фото.

Ученые создали подобие мозга с признаками шизофрении

Как ученые создают органоиды

Для создания органоидов ученые используют стволовые клетки. В лабораторных условиях их превращают в специализированные клетки определенных типов, после чего они начинают взаимодействовать друг с другом и развиваться в органоид. Последний также до определенного момента развивается, аналогично развитию органов у эмбриона.

Следует отметить, что среда, в которой развиваются клетки при выращивании органоидов, максимально напоминает естественную. Благодаря этому органоиды приближены к настоящему органу, и во многих отношениях ведут себя как органы, что позволяет ученым проводить исследования и делать на их основе выводы.

Как ученые создают органоиды. Органоиды создают из стволовых клеток. Фото.

Органоиды создают из стволовых клеток

Органоиды существуют самых разных видов. Они оказались действительно мощным инструментом для изучения таких органов, как сердце и печень. Однако до последнего момента считалось, что мозговые органоиды бесполезны. Они хоть и обладают активными нейронами, но эти нейроны не обмениваются между собой сигналами. Другими словами, мозговые органоиды не ведут себя так, как настоящий мозг, а значит и не подходят для изучения мозга. Но ученые Колумбийского университета нашли способ как исправить эту ситуацию.

Как в лабораторных условиях вырастили “искусственный мозг”

Ученые создали определенные условия, которые позволили объединить нейронные органоиды в сеть, о чем авторы работы сообщают в издании Nature Communications. По сути, они создали инкубатор, в который поместили раствор с большим количеством клеток.

Уже на следующее утро, они увидели нечто, что их сильно удивило — в пробирке возникли крошечные шарики, которые были соединены друг с другом. Это означало, что остаточные клетки мозга в среде за ночь агрегировали в крохотные нервные сферы.

Как в лабораторных условиях вырастили “искусственный мозг”. Из стволовых клеток ученым удалось создать модульные нейронные сети. Фото.

Из стволовых клеток ученым удалось создать модульные нейронные сети

Более того, эти сфероиды спонтанно соединились в сеть. Ученые назвали их модульными нейронными сетями или MoNNets. Они оказались полезны не только для имитации здорового мозга, но и больного.

“Мы думаем, что MoNNets преодолеют ограничения органоидов и станут лучшими 3D-моделями мозговой ткани” — говорит доктор Радж Томер, один из авторов исследования.

Самое интересное, что в своей работе исследователи вырастили MoNNet из клеток мозга мышей, несущих варианты генов, которые связывают с шизофренией. Напомним, что шизофрения имеет наследственный характер. Получившиеся в результате модульные нейронные сети демонстрировали нормальную локальную связь между клетками внутри каждой сферы, но плохую передачу сигналов между сферами. В результате вся сфера в плане передачи сигналов стала менее стабильной.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

После обработки “шизофренической” сети нейросфер лекарством, которое улучшало работу мозга мышей с симптомами шизофрении, MoNNets начинала работать нормально. То есть обмен сигналами в сети стабилизировался благодаря лекарственному препарату.

Как в лабораторных условиях вырастили “искусственный мозг”. MoNNet помогут в лечении шизофрении и других психических заболеваний. Фото.

MoNNet помогут в лечении шизофрении и других психических заболеваний

Как и «искусственный мозг» поможет в лечении психиатрических заболеваний

MoNNets, состоящие из нескольких миллионов клеток, имитировали некоторые особенности клеточных и нейронных цепей мозга пациентов с шизофренией. Конечно, речь не идет о полноценной модели шизофрении. Однако этот метод поможет лучше понять некоторые симптомы болезни, к примеру, ослабление рабочей памяти.

“Это может помочь нам изучить кратковременную потерю памяти при шизофрении, при которой может иметь место аналогичное отсутствие стабильных связей” — говорит доктор Радж Томер.

Надо сказать, что в течение десятилетий в лечении психических расстройств не было особого прогрессе. Возможно, MoNNets помогут изменить ситуацию. Их можно использовать не только для выявления биологических основ нервно-психических расстройств, но и для проверки фармакологических методов лечения.

    0 комментариев
Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны или