Ученые создали самую сложную на сегодняшний момент модель человеческого мозга

22 Августа 2015 в 11:00, Николай Хижняк 12 002 просмотра 25

brain

Ученые из Университета штата Огайо (США) вырастили практически полноценный эквивалент человеческого мозга с размером и структурным развитием пятинедельного плода. Самая сложная на данный момент модель человеческого головного мозга, или «органоид мозга», как его называют ученые, была создана в лабораторных условиях благодаря биоинженерии и использованию взрослых клеток человеческой кожи.

Выращенная в лаборатории модель мозга является результатом работы и четырехлетних исследований Рене Ананда, профессора биохимии и фармакологии в Университете штата Огайо, а также Сьюзан Маккей, научного сотрудника кафедры биохимии и фармакологии. Задачей ученых был поиск более подходящей альтернативы мозгу лабораторных грызунов для будущих научных исследований.

Полученный органоид мозга представляет собой не только более удобную модель исследования для ученых, но и позволяет им избежать различные этические сложности, которые могут встретиться на пути исследования настоящей мозговой ткани.

human-brain-model

Создание органоида мозга началось с использования взрослых клеток кожи, которых заставили трансформироваться в плюрипотентные клетки (эмбриональные стволовые клетки, способные к трансформации в любой другой тип клеток организма). Полученные клетки, помещенные в специальную среду, имитирующую внутриутробное состояние, использовали для создания определенного типа тканей, а затем и целого органа.

В данном случае патентованный метод Ананд позволил за 12 недель вырастить модель мозга размером примерно с карандашный ластик, со структурой и 99% генов, свойственными обычному человеческому мозгу 5-недельного развития.

«Если мы позволим ему вырасти до состояния 16 или 20 недель, то мы сможем получить полностью готовую копию без этого одного недостающего процента генов», — говорит Ананд.

Более продвинутый, чем предыдущие модели, этот органоид имеет все основные отделы настоящего мозга, спинной отросток, множество различных типов клеток и некоторые отделы зрительной системы, но не имеет сосудистой системы, поэтому его потенциал роста все же ограничен. Тем не менее в нем присутствуют аксоны, дендриты, астроциты, олигодендроциты и микроглии, и он может передать химические сигналы через свою структуру, как это может делать настоящий мозг.

Ученые говорит, что подобное органическое моделирование не только помогает в избегании различных этических проволочек, но и имеет потенциал в обеспечении более быстрой и более точной проверки лекарственных средств, а также является отличной платформой для более продвинутых исследований генетических и экологических причин расстройств центральной нервной системы.

«В вопросах расстройств центральной нервной системы эта модель поможет в изучении генетических предрасположенностей или исключительного, или комбинированного, воздействия окружающей среды на развитие заболеваний», — отмечает Ананд.

«Генетика смогла определить около 600 генов, которые могут стать причиной аутизма, но на этом мы и застряли. Математические соотношения и статистические методы недостаточны для определения причинно-следственных связей. Вам необходима экспериментальная система. Вам необходим человеческий мозг».

К этому моменту Ананд и Маккей на основе органоида уже создали несколько моделей аутизма, а также болезней Альцгеймера и Паркинсона. Дальнейшее развитие, а также добавление кровеносной системы, возможно, позволит создать платформу, которая поможет в изучении инсультов. Кроме того, на базе органоидов можно будет глубже изучать состояния травматического повреждения мозга и посттравматического стресса.

Команда ученых также надеется, что их органоид станет частью программы DARPA Microphysiological Systems, в которой используется подвергшаяся генной инженерии человеческая ткань для имитации физиологических систем человека.

Ученые создали самую сложную на сегодняшний момент модель человеческого мозга

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

25 комментариев

  1. Prometei

    А как же Томская модель мозга?=) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • М. Ковалевич

      Да, вот на заграничных ресурсах уже прожужжали опасливо о новом таинственном Томском искусственном мозге... а на отечественных ни-ни)

    • amd212

      В томске электрическая (нейрокомпьютер), в огайо биологическая (чорт-те-что и с боку бантик).
      Как нейрокомпьютер для ИИ использовать я представляю, а что делать с этим органоидом ума не приложу :-)

  2. TrueLex

    Видимо когда-нибудь фраза "некоторым хочеися взять и подарить мозг"станет вполне выполнимой (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  3. 0.5l

    если можно вырастить любой орган из простой клетки
    спрашивается: зачем нужны свиньи как доноры?

    • advas

      Тем, что затраты при выращивании в лаборатории на два-три порядка выше, чем при выращивании донарных свиней. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • 0.5l

        точно. как я сразу не догадался
        свинюшки станут покрывать расходы по медицинским полисам

      • amd212

        Затраты в чём? Люди, помещение, электричество, кредиты, мэнеджеры, золотые парашюты?
        А если, как обычно, в китай зааутсортить?

        • pups101010

          В принципе будет дешевле, золотые парашюты в китае не так дороги

        • SuperStarSieve

          Таки со свинками меньше возьни будет, нет? Считайте: в лабораториях кучи аппаратуры, все дорогое, все стерильное... Хрюшей будет легче растить и дешевле, как ни крути.

          • amd212

            Вы видели сколько свиньи жрут? А болезни? Просто набор вирусов и бактерий, соответсвенно куча антибиотиков и лекарств. Свиньи к тому же поставщики парниковых газов номер 1.
            А тут аппарат по размеру с микроволновку и в нём каждую неделю новый орган. Чисто, стерильно, дёшево, экологично.

    • pochi

      После свиней остаётся свининка. После заусенцев ничего не остаётся.

  4. Ce3apyc

    Органоид профессора Доуэля;)

  5. ADAM_sotvoren

    а как же этот мозг живет без кислорода и питательных веществ??? мозг без кровенносной системы не жизнеспособен,потому что миллиарды капиляров подключенны к нейронам,через которые к клеткам поставляется кислород,питательные вещества и выводится токсины.Или этот мозг не живой? Если он не живой можно было бы обойтись мозгом умершего человека а не тратить финсы на создание,хотя здесь паралельнная польза от исследований в строении мозга,получается через программирование,гены=программа,алгоритм взрастили нежизнеспособный мозг,некое подобие настоящего мозга.

  6. tabasko

    Всё-таки не может человек быть королём на земле, всегда надо придумать что то что повлияет на судьбу человечества извне. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • SuperStarSieve

      Вне из? О чем вы? Мы лишь все время создаем инструменты для продления и усиления нашего well-being!

  7. Foxx

    К зомби-апокалипсису готовы, есть чем кормить (или кормиться).

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.