Мозговая ткань, выращенная в лабораторных условиях, впервые начала проявлять спонтанную электрическую активность. «Мозги», выращенные в лаборатории Калифорнийского университета в Сан-Диего, показывают активность, которая до этого обычно встречалась у недоношенных детей.
Отчет о результатах исследования еще не прошел рецензирование, но если будет дан «зеленый» свет публикации, это может изменить наше понимание ранних стадий развития расстройств мозга. «Мозги», выращенные в лабораторных условиях, являются органоидами.
Органоиды выращивают для тестирования и наблюдения
Это упрощённые трёхмерные миниатюрные версии органов, на которых испытываются лекарственные препараты и проводятся прочие исследования, как, например, изучение развития клеток в определённых условиях.
Нейробиолог Элиссон Муотри уже много лет выращивает органоиды в своей лаборатории, но такой результат увидел впервые.
Суть эксперимента состояла в выращивании органоидов из плюрипотентных стволовых клеток человека, способных развиваться в любые клетки, или из стволовых клеток, способных превращаться в определённые типы клеток. Эти клетки, «чистые листы», были использованы для превращения их в клетки коры головного мозга, части мозга, отвечающей за работу с памятью, восприятие, способность к усвоению новых знаний, мышление и обработку сигналов от органов чувств.
Лабораторный мозг показал близкое сходство с недоношенными детьми
За десять месяцев Муотри и его команда вырастили сотни подобных миниатюрных мозгов. Для того чтобы убедиться в правильном выборе генов для формирования мозговой ткани, проводились постоянные тесты.
За каждым образцом мозга постоянно ведётся наблюдение при помощи электроэнцефалографии. Команда сообщила о том, что после шестимесячного роста миниатюрные мозги демонстрируют большую электрическую активность, чем в предыдущих исследованиях.
Точно определена активность, подобная человеческой
Во всяком случае, эта активность не была подобна организованной и предсказуемой активности среднестатистического взрослого человека. Эти волны, фактически, больше напоминали мозговую активность недоношенного ребёнка.
В своём докладе исследователи написали: «В то время как сетевая активность органоидов не показывает полной временной сложности, характерной для взрослых, структура перемежающихся периодов покоя и системно-синхронизированной деятельности подобна электрофизиологической картине, соответствующей электроэнцефалограмме недоношенного ребёнка».
Дальнейшие исследования расширят понимание расстройств мозговой деятельности
Общая картина мозговой деятельности, конечно, не в полной мере соответствовала аналогичной картине, характерной для недоношенных детей, однако искусственный интеллект, прошедший обучение на энцефалограммах недоношенных детей, оказался способен выявить многие черты, характерные для нормального развития. На 28 неделе наблюдения развитие органоидов приблизительно соответствовало мозгу недоношенного ребёнка такого же возраста.
«Пока что мы не можем говорить о функциональной эквивалентности между органоидами и корой мозга новорожденного, — написали учёные, — текущие результаты представляют собой первый шаг в направлении создания лабораторной модели, способной охватить некоторую часть сложной пространственно-временной колебательной динамики человеческого мозга».
Исследователи планируют продолжать попытки создания частей мозга для наблюдения за их дальнейшим развитием.