Ученые впервые создали 3D-модель нервной системы на основе стволовых клеток — Naked Science
11.12.2019
София Жаботинская

Ученые впервые создали 3D-модель нервной системы на основе стволовых клеток

Структуры, полученные американскими биоинженерами, могут стать основой для биологических процессоров и компьютеров.

Биогибридная нервная ткань на стеклянном стержне
Биогибридная нервная ткань на стеклянном стержне / © Kandel, Bashir, Pagan-Diaz, Ramos-Cruz et al, Proceedings of the National Academy of Science, 2019

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне сумели создать живую биогибридную нервную ткань из стволовых клеток, чтобы разработать трехмерную модель нейронных сетей. Это поможет ученым лучше понять работу мозга и нейросетей. Статья об их работе опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Science.

Изучить функционирование головного мозга на живых людях сложно, поэтому создание подобных моделей невероятно важно для ученых. Это дает возможность, например, изучить процессы формирования нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

Для создания трехмерной модели нервной ткани ученые использовали гидрогели и фибрин — белок, составляющий основу тромбов при свертывании крови. Эти материалы позволяют сформировать структуры миллиметрового и сантиметрового масштабов произвольной формы. Активируется такая искусственная нервная система под воздействием синего света. Использование подобных структур поможет ученым анализировать сложные формы поведения в головном мозге и хотя бы частично отказаться от экспериментов на животных.

Различные структуры, созданные учеными из нервной ткани / © Kandel, Bashir, Pagan-Diaz, Ramos-Cruz et al, Proceedings of the National Academy of Science, 2019

Созданные учеными модели содержат в себе сотни и тысячи нейронов, имитирующих популяции клеток, которые есть в живых организмах. «Развивая методы биопроизводства [подобных структур], мы можем уловить множество процессов, проходящих in vivo, — говорит один из авторов исследования Желсон Паган-Диас. — Как только мы сможем это доказать, мы будем способны имитировать морфологию мозга».

Применение моделей, созданных учеными, не ограничивается изучением нейронных процессов вне живых организмов. «Если мы сможем контролировать взаимодействие этих нейронов друг с другом, обучить их с помощью оптогенетических методов и запрограммировать, то с их помощью можно будет выполнять инженерные функции, — говорит соавтор работы Рашид Башир. — В будущем <…> мы сможем создавать биологические процессоры и компьютеры, похожие на человеческий мозг».

Ранее ученые из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл обнаружили нейроны, которые могут способствовать перееданию. Их коллеги из Стэнфордского университета определили нервные клетки, вызывающие неприятные эмоции в ответ на боль.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

Вчера, 15:25
ТюмГУ

Ученые Тюменского научного центра СО РАН и Тюменского государственного университета сообщили о результатах изучения материалов могильника Меновное XII. Могильник расположен вблизи поселка Меновное в окрестностях города Усть-Каменогорска в Восточном Казахстане. Его артефакты позволили воссоздать не только черты погребальной обрядности, но и отдельные элементы материальной культуры эпохи становления кимакского объединения.

10 часов назад
Ольга Иванова

Ученые, анализирующие регулярные отчеты о штормах на Юпитере, передающиеся телескопом «Хаббл», обнаружили, что с 2009 по 2020 год скорость ветра в Большом красном пятне увеличилась до восьми процентов.

Вчера, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Вчера, 15:25
ТюмГУ

Ученые Тюменского научного центра СО РАН и Тюменского государственного университета сообщили о результатах изучения материалов могильника Меновное XII. Могильник расположен вблизи поселка Меновное в окрестностях города Усть-Каменогорска в Восточном Казахстане. Его артефакты позволили воссоздать не только черты погребальной обрядности, но и отдельные элементы материальной культуры эпохи становления кимакского объединения.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: