Выращенный в лаборатории миниатюрный мозг самостоятельно соединился со спинным мозгом и мышечной тканью — Naked ScienceNaked Science
20 марта
7 минут
Naked Science
67

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

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.

17 октября
6 минут
Полина Гершберг

Точечная мутация в гене NPSR1 позволяет высыпаться за короткое время без негативных последствий для когнитивной деятельности.

18 октября
8 минут
ТюмГУ

В ТюмГУ предложили объединить существующие направления изучения творчества немецкого литератора, Винфрида Георга Зебальда, книги которого становятся все более популярными в нашей стране.

Вчера, 17:44
2 минуты
Илья Ведмеденко

Космическое ведомство США поделилось завораживающим снимком галактики NGC 4380.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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