ЭЭГ органоидов
Ученые вырастили «мини-мозги», похожие на мозг недоношенного ребенка
Владимир Гильен, Naked Science
Мозговая ткань, выращенная в лаборатории, впервые спонтанно проявила электрическую активность, удивительно похожую на активность человеческого мозга. Если точнее, на активность мозга недоношенного ребенка. Доклад об исследовании представлен на ежегодной встрече Общества нейробиологов и опубликован в базе препринтов bioRxiv.org (Trujillo et al., Nested oscillatory dynamics in cortical organoids model early human brain network development).
Эти органоиды представляют собой трехмерные, миниатюрные, упрощенные версии органов, выращенные в лаборатории для исследований, например, реакции на лекарства или развития клеток при определенных неблагоприятных условиях.
Нейробиолог Элиссон Муотри несколько лет разрабатывал мозговые органоиды в своей лаборатории в Калифорнийском университете в Сан-Диего, но это впервые, когда он с коллегами заметил у них активность, схожую с активностью человеческого мозга.
Органоиды, о которых идет речь, были выращены из плюрипотентных стволовых клеток. Сотни этих маленьких мозгов выращивались 10 месяцев. В этот период их тестировали, чтобы убедиться, что во время их развития экспрессировались необходимые гены. Исследователи также постоянно следили за органоидами при помощи электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
Примерно к шести месяцам, согласно Nature, «мини-мозги» проявили энергичную мозговую активность. Анализ показал, что она не была такой же организованной и предсказуемой, как активность мозга взрослого человека. Однако своими хаотическими, синхронизированными всплесками явление напомнило мозговую активность, наблюдаемую у недоношенных младенцев.
Несмотря на то что она не была идентичной, модель машинного обучения, натренированная на признаках ЭЭГ недоношенных младенцев, смогла определить множество схожих свойств с нормальным графиком развития. Похоже, за последние 28 недель траектория развития органоидов соответствовала развитию недоношенного ребенка того же возраста.
Рисунок из статьи в bioRxiv – ВМ.
Эти мозговые органоиды не совсем похожи на части настоящего человеческого мозга: они не только меньше и проще – у них нет других областей мозга, с которыми они бы соединялись. Они были разработаны с учетом недостаточного количества белка, необходимого для нормальной нейронной функции. Тем не менее «мини-мозги» могут быть шагом на пути к лучшему пониманию развития мозга.
«Хотя мы не настаиваем на функциональной равнозначности между органоидами и целым мозгом новорожденного, – пишут исследователи, – нынешние результаты представляют собой шаг вперед к искусственной модели, отображающей некоторую сложную пространственно-временную колебательную динамику человеческого мозга».
Исследователи продолжат дальше развивать «мини-мозги», чтобы выяснить, будут ли они «взрослеть».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru