Tutkijat yrittävät luoda ihmisten ja muiden eläinten aivot mahdollisimman lähelle nykyaikaa. Tämä on tärkeää kokeille, elinsiirroille ja sairauksien tutkimukselle. On mahdollista, että lähitulevaisuudessa on mahdollista kasvattaa näytteitä tietoisuudella koeputkissa.
Päättömät siat
Nature-lehdessä julkaistiin huhtikuussa 2018 17 maailman johtavan neurofysiologin avoin kirje, jossa kehotettiin kehittämään sääntöjä ja rajoituksia keinotekoisesti kasvaneelle hermokudokselle tehtäville kokeille, sillä pian rakenteiden lisäksi myös aivojen toiminnot voidaan luoda uudelleen. Toisin sanoen, on erittäin todennäköistä, että jotkut laboratorionäytteet ovat aikeissa osoittaa tajunnan merkkejä, ja sinun on varauduttava siihen. Itse asiassa tämä oli vastaus Jelen yliopiston tutkijoiden raporttiin siitä, että he pitivät sian aivot erotettuna kehosta elossa 36 tuntia. Erityisesti suunniteltua BrainEx-lämmitettyä pumppujärjestelmää ja synteettistä verenkorviketa käytettiin palauttamaan verenkierto yli sadan eläimen aivoissa neljä tuntia niiden päästämisen jälkeen. Tällä tavoin reanimoiduissa aivoissa löydettiin miljardeja eläviä, tehokkaita hermosoluja. Sähköistä aktiivisuutta ei kuitenkaan ollut - tämä osoitettiin elektroenkefalogrammalla. Siksi tutkijat päättelivät, että aivot ovat elossa, mutta ovat koomassa, mikä tarkoittaa, ettei tietoisuutta ole. Työn kirjoittajien mukaan elvytetyt sian aivot voivat edelleen toimia materiaalina uusien syöpä- tai Alzheimerin taudin lääkkeiden testaamiseen. Lisäksi teknisesti tätä löytöä voidaan pitää tapana pitää elin hengissä edelleensiirtoja varten tai saada laboratoriossa kasvatetut aivot. Työn kirjoittajien mukaan elvytetyt sian aivot voivat edelleen toimia materiaalina uusien syöpä- tai Alzheimerin taudin lääkkeiden testaamiseen. Lisäksi teknisesti tätä löytöä voidaan pitää tapana pitää elin hengissä edelleensiirtoja varten tai saada laboratoriossa kasvatetut aivot. Työn kirjoittajien mukaan elvytetyt sian aivot voivat edelleen toimia materiaalina uusien syöpä- tai Alzheimerin taudin lääkkeiden testaamiseen. Lisäksi teknisesti tätä löytöä voidaan pitää tapana pitää elin hengissä edelleensiirtoja varten tai saada laboratoriossa kasvatetut aivot.
Aivot koeputkessa
Tätä ongelmaa on käsitelty tiiviisti 2000-luvun puolivälistä lähtien, kun japanilaiset biologit ovat jatkuvasti kasvattaneet aivokuorta, aivolisäkettä ja optista kuppia - diencephalon-seinämän kasvua nisäkkäiden alkioissa. Kantasoluja on käytetty kaikkialla rakennusmateriaaleina. Vuonna 2012 amerikkalaiset tutkijat saivat laboratorio-olosuhteissa aivokuoren, jonka kehitysvaihe vastasi ihmisen alkion aivoja raskauden ensimmäisen kolmanneksen lopussa. Stanfordin yliopiston asiantuntijat menivät pidemmälle ja kolme vuotta myöhemmin loivat pienet palamat, jotka matkivat vastasyntyneen vauvan aivoja heti syntymän jälkeen. Samaan aikaan Ohion yliopiston tutkijat kasvattivat täysi-ikäiset aivot kantasoluista, mikä vastaa viiden viikon ikäisen alkion tasoa. Kokeen laatijoiden mukaantoi melkein kokonaan kaikki aivojen pääalueet, mutta verisuonisto puuttui. Siksi hän ei voinut edelleen kehittää ja toimia.
Pieni mutta kauko
Koeputken aivot ovat edelleen hyvin pieniä. Esimerkiksi Stanford-näytteiden mitat ovat vain kolme-neljä millimetriä. Ohiossa valmistettu urut ei ole suurempi kuin kynän kärjessä oleva pyyhekumi.
Mainosvideo:
Tärkein syy vähentävyyteen on hapen ja ravintoaineiden puute, jonka verisuonisto toimittaa sisäelimille. Keinotekoisissa aivoissa ei ole tällaista järjestelmää, ja tarvittavien aineiden molekyylit pääsevät tunkeutumaan vain kudosten läpi.
Lisäksi ravinneliuos, jossa aivoja kasvatetaan, ei pysty täysin tuottamaan sitä erityistä mikroympäristöä, jossa ihmisen aivot kasvavat ja kehittyvät. Tämä puolestaan rajoittaa signalointimolekyylien pääsyä, jotka lähettävät signaaleja tai ärsykkeitä solusta soluun. Elävässä organismissa signaalinsiirtohäiriöt johtavat syövän, autoimmuunisairauksien ja diabeteksen kehittymiseen, keinotekoistenkin - koon rajoittamiseen.
Neandertallas aivot
Yksi mahdollisista ratkaisuista on kimäärieläinten luominen, toisin sanoen ihmisen aivojen kasvaneiden osien siirtäminen jonkinlaiseen laboratorioeläimeen. Ensimmäiset kokeet suoritettiin hiirillä. Vuonna 2015 Salkin biologisen tutkimuksen instituutin (USA) asiantuntijat ilmoittivat siirtävänsä koeputkessa kasvatetut organelit jyrsijöiden aivoihin ja onnistuneen yhdistämään ne eläinten verenkiertoelimeen. Kolmen kuukauden kuluttua 80 prosentilla hiiristä oli siirretty keinotekoinen hermokudos. Totta, kuten työn kirjoittajat huomauttavat, käytetyistä jyrsijöistä ei tullut älykkäämpiä: heidän käyttäytymisensä eivät poikenneet tavanomaisesta. Tutkijat uskovat, että tällainen tutkimus mullistaa regeneratiivisen lääketieteen ja sallii kasvaneiden solujen implantoinnin ihmisiin. Jos kokeet onnistuvat, on mahdollista siirtää kaikki putkeen luodut organelit - mukaan lukien neandertallaiset. Ei niin kauan sitten, amerikkalaiset biologit hankkivat neandertaalien aivot laboratoriosta. Tätä varten kantasolujen DNA: han lisättiin muinaisten ihmisten genomille ominainen mutaatio. Yksi mutaatio muutti radikaalisti hermosolujen rakennetta ja jopa organellujen muotoa.
Neanderthal-hermokudoksen neuronit muuttoivat nopeammin ja muodostivat vähemmän synapsia verrattuna ihmisen aivoihin. Tutkimuksen kirjoittajien mukaan tämä on samanlainen kuin mitä tapahtuu autistisoluista valmistetuissa organelleissa. Mutta keinotekoinen hermokudos itsessään kertoo vähän aikuisen aivojen toiminnasta - ja tästä tutkijat ovat erityisen kiinnostuneita.
Jotta ymmärrät kaikki neandertaalisten aivoissa tapahtuvat prosessit, sinun on kiinnitettävä siihen sähköinen aktiivisuus, mikä osoittaa tietoisuutta. Ja täällä tutkijat saapuvat harmaalle alueelle, josta huhtikuun kirjeen kirjoittajat varoittivat. Heillä on upea kokeellinen malli, joka auttaa vastaamaan moniin kysymyksiin, mutta tämä malli tuntee kaiken ja todennäköisesti ymmärtää.
Alfiya Enikeeva