Po prvýkrát sa podarilo pozorovať, ako ľudské „minimozgy“ reagovali na podnety

V rámci novej štúdie vedci z University of California, San Diego po prvýkrát pozorovali reakciu organoidu mozgu na vizuálne podnety.

petriho miska
Zdroj: flicrk.com (Maximilian Paradiz), úprava Vosveteit.sk

Organoid je miniaturizovaná a zjednodušená verzia orgánu, ktorý vedci dokážu vytvoriť priamo v tele živočícha. Ide teda o zmenšenú verziu orgánu, ktorá ale vykazuje realistickú mikroanatómiu. Výskumníkom z University of California, San Diego sa po prvýkrát podarilo implantovať organoid ľudského mozgu do myši a po prvýkrát pozorovali, ako sa naviazal na mozgový kortex zvieraťa a reagoval na externé stimuly.

Implantovaný organoid reagoval na vizuálne stimuly rovnakým spôsobom, ako na ne reagovali tkanivá, ktoré ho obklopovali. Reakcie výskumníci dokázali pozorovať v reálnom čase. Organoid vedci vytvorili z kmeňových buniek, ktoré sa dokážu adaptovať tak, aby plnili funkciu akejkoľvek bunky v tele. Kmeňové bunky vedci spravidla získavajú z kožných buniek.

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ

Zmenšená verzia mozgu umožňuje vedcom skúmať vývoj najdôležitejšieho orgánu v našom tele a zároveň vedcom dovoľuje naučiť sa niečo viac o množstve neurologických porúch. Až do nedávna sa ale nikomu nepodarilo demonštrovať to, ako organoidy ľudského mozgu zdieľajú rovnaké vlastnosti a reagujú na podnety tým istým spôsobom, ako myšací kortex, do ktorého organoid implantovali.

Komunikácia s mozgom myši

Jedným problémom boli obmedzenia v technológiách, ktoré nedovolili zaznamenať aktivitu trvajúcu len niekoľko milisekúnd. Autorom novej štúdie sa tento problém podarilo prekonať spojením mikroelektród z transparentného grafénu a dvojfotónovej zobrazovacej metóde, čo je technika, ktorá pomocou mikroskopov umožňuje pozorovať živé tkanivá s hrúbkou len jeden milimeter.

Hranica medzi organoidom ľudského mozgu a mozgu myši. Zdroj: Madison Wilson/UC San Diego

„Žiadnej vedeckej práci sa doteraz nepodarilo získať naraz aj optické aj elektrické dáta. Naša práca dokázala, že vizuálne stimuly vytvoria v organoide elektrofyziologickú odpoveď, ktorá je rovnaká ako odpovede v kortexe okolo organoidu,“ vysvetľuje Madison Wilson, jedna z autoriek štúdie.

Vedci pevne veria, že ich jedinečná pozorovacia technika umožní aj ďalším výskumníkom študovať organoidy ľudského mozgu a na základe toho sledovať mozgový vývoj a vznik rôznych ochorení. Neskôr by mohli využiť organoidy ako „neurálnu protézu“ na opravenie poškodených častí mozgu.

V rámci svojich pozorovaní vedci zistili, že elektrická aktivita sa začala v organoide šíriť z oblastí najbližšie k vizuálnemu kortexu. Signál sa prenášal cez funkčné neurónové prepojenia. Výskumníci si všimli silnejšie gama oscilácie a reakciu myšacieho kortexu, ktorý sa okolo implantovaného organoidu nachádzal. Pozorovania teda dokázali, že len tri týždne po implantovaní si organoid vytvoril prepojenie s okolitým tkanivom. To znamená, že mozog myši efektívne komunikoval s organoidom ľudského mozgu.

Zjednodušená verzia ludského mozgu reagovala s myšacím
Elektróda, zaznamenávajúca elektrické signály. Zdroj: David Baillot/UC San Diego

V ďalších fázach výskumu sa vedci pokúsia študovať organoid dlhšie. Začnú študovať aj vývoj rozličných neurologických chorôb. Ako sme už spomenuli, vedci dúfajú, že v budúcnosti by mohli použiť organoidy na „opravu“ poškodených častí mozgu. Než sa však táto predstava stane realitou, na organoidoch budú skúmať rôzne metódy liečby neurologických ochorení. Zároveň do hĺbky preskúmajú to, či by organoid skutočne mohol nahradiť funkcie poškodenej časti ľudského mozgu.

Prihlás sa k odberu správ z Vosveteit.sk cez Google správy

Komentáre