Выращенный в лаборатории миниатюрный мозг самостоятельно соединился со спинным мозгом и мышечной тканью — Naked Science
Редакция

Выращенный в лаборатории миниатюрный мозг самостоятельно соединился со спинным мозгом и мышечной тканью

Небольшой по размеру органоид был выращен из стволовых клеток человека и состоит примерно из двух миллионов организованных нейронов. За год развития он достиг уровня мозга человеческого плода возрастом в 12-13 недель.

1353
©Wikipedia

Выращивание в лаборатории самой сложной структуры в известной Вселенной — человеческого мозга — может показаться невыполнимой задачей, однако это не помешало ученым все же попробовать свои силы. После нескольких лет работы сотрудники Кэмбриджского университета создали довольно сложный по структуре миниатюрный мозг и зафиксировали некоторые необычные явления. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

 

Небольшой по размеру органоид был выращен из стволовых клеток человека и состоит примерно из двух миллионов организованных нейронов. За год своего развития он достиг уровня мозга человеческого плода возрастом в 12-13 недель. На этой стадии орган еще не настолько развит, чтобы иметь какие-либо мысли, чувства или сознание, что, однако, не делает его полностью инертным. Специалисты обнаружили, что при размещении органоида рядом с клетками спинного мозга и связанными с ними мышечными тканями параспинальных мышц, которые были получены у эмбриона мыши, этот бестелесный шарик клеток размером с горошину посылал длинные зондирующие «усики», чтобы проверить своих новых соседей.

 

Используя долгосрочную живую микроскопию, исследователи смогли наблюдать, как мини-мозг самопроизвольно соединялся с близлежащим спинным мозгом и мышечной тканью. После установления связи сигнал от нейронов мозга по аксонам стал транслироваться в спинной мозг, который, в свою очередь, передавал сигнал мышце — в результате та начала сокращаться.

 

После установления связи сигнал от нейронов мозга по аксонам стал транслироваться в спинной мозг, который, в свою очередь, передавал сигнал мышце — в результате та начала сокращаться / © Medical Research Council

 

«После двух-трех недель совместного культивирования можно было увидеть плотные аксонные пути от органоида, иннервирующие спинной мозг мыши. Кроме того, были видны синапсы между выступающими аксонами выращенного органоида и нейронами спинного мозга мыши. Живое изображение мышечной ткани грызуна показало спорадические согласованные сокращения мышц с нерегулярной периодичностью», — пишут авторы исследования.

 

Органоиды головного мозга считаются одними из лучших инструментов для понимания развития человеческого мозга и соответствующих болезней, однако культивировать их после определенной стадии чрезвычайно сложно. Сегодня большинство органоидов мозга выращены из стволовых клеток человека, которые самопроизвольно организуются в структуры и слои, необходимые для раннего развития мозга. Проблема в том, что, как только этот кластер достигает определенного размера, нейроны, расположенные в центре, лишаются питательных веществ и кислорода и перестают быть полезными.

 

Исследование кембриджских специалистов одним из первых успешно решило эту проблему. В определенный момент органоид разрезали на несколько частей толщиной в полмиллиметра и поместили на отдельную питательную мембрану. После этого ученые сложили фрагменты заново: находясь на близком расстоянии, нейроны все еще связывались друг с другом и развивались на протяжении года.

 

Тем не менее, хотя созданный мини-мозг сложнее и успешнее, чем все предыдущие попытки в этой сфере, он по-прежнему чрезвычайно мал и далек от естественных, человеческих аналогов. Вместе с тем авторы исследования надеются, что успех их нового подхода позволит моделировать заболевания мозга подробнее, чем когда-либо. Так, специалисты надеются больше узнать о патологических процессах, приводящих к эпилепсии, шизофрении и аутизму.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: