Создание мозговой ткани

Ученые на 3D-принтере вырастили фрагмент крошечного Мозга

В наше цифровое время все технологии развиваются стремительно. Необычных фактов и экспериментов хватает. На один такой удивительный эксперимент отважились Массачусетские учёные из технологического института, которые сумели за семь дней вырастить небольшой самоорганизующийся фрагмент мозговой ткани в биореакторе, который был напечатан на 3D принтере. Данный биореактор поддерживает рост органоидов и обеспечивает оптимальную камеру для визуализации живых органоидов с функцией доставки лекарств. Органоиды – это биологические системы, которые само организуются  в трехмерную клеточную модель  определённых органов. Данная модель биореактора имеет полностью изолированную структуру, которая позволяет визуализировать процесс культивирования живых клеток органоидов головного мозга по мере их роста. Это даёт огромные возможности для анализа самоорганизации в контролируемой среде с высоким временным и пространственным разрешением.

Биореактор контролирует поток жидкости через трубки, при этом конструкция сделана таким образом, что обеспечивается полный визуальный контакт.

Как проводили эксперимент по созданию мозга

Учёные поместили в реактор дифференцированные стволовые клетки человеческого мозга, далее обеспечили, потом жидкости через запрограммированный чип и наблюдали процесс размножения клеток и формирования структуры очень похожую на реальный человеческий мозг.

Данная технология выращивания мозговых клеток in vitro, то есть технология по выполнению экспериментов вне живого организма,  достаточно дешёвая и открывает много новых возможностей для учёных по изучению мозга, его структуры. Конечно, до возможности реального воспроизведения формирования человеческого мозга далеко, но данные разработки могут привести к очень необычным результатам. Например: анализ работы и структур мозга могут привезти к тому, что многие проблемы людей связанные с мозговыми нарушениями получат шанс быть излеченными. Да и в целом развитие и технологические открытие в одной отрасли может подтолкнуть другие отрасли к неожиданным открытиям, поэтому будем следить за научными открытиями современных учёных. Вообще возможности, которые даёт 3Д принтер, безграничны и многие процессы, которые требовали ранее колоссальных инвестиций, делаются значительно более простыми методами. Как видите и в науке использование 3д принтеров весьма актуально. Мы уже рассказывали про различные достижения с помощью 3д принтеров в статье.

Также есть утверждения учёных из Йельского университета о том, что им удалось в течении 36 часов поддерживать изолированный от тела мозг свиньи в «живом» состоянии. Данный вывод они сделали по состоянию активности разных отделов мозга и миллиарды нейронов. Если данные разработки и методики смогут получить развитие, то ученые заговорили о методах испытания различных лекарств и методиках лечения на конкретном органе, в данном случае мозге, который существует отдельно от тела, а соответственно на него не налагаются ограничения по испытаниям.

Конечно, изучения мозга по методу in vitro имеют свои недостатки:

У них нет иммунной системы, они представлены клетками микроглии, которые в обычном организме мигрируют в центральную нервную систему извне;

У них нет сосудистой системы, а соответственно невозможно поставлять кислород и питательные вещества к различным внутренним структурам, это одна из главных причин, почему все опытные образцы имеют очень маленький размер;

У клеток, растущих вне организма нет тех же условий микрофлоры, что существенно снижает количество сигнальных молекул.

Учёные, понимая все эти проблемы, пошли дальше, они разработали различные методы внедрения части человеческой нервной ткани мозга в мозг мышей. Так называемые химерный мозг. Изучали развитие мозга и влияние этого на поведение и мышление грызунов. В одном эксперименте смогли даже получить результат, что человеческие астроциты (– это клетки вспомогательной нервной ткани головного мозга) работают в химерном мозге даже активнее, чем в человеческом мозге. Мыши быстро соображали и обучались, имели хорошую ориентацию в пространстве, но естественно они не обладали выдающимся интеллектом сравнимым с человеком. В любом случае все эти эксперименты дают понимание, что мозг грызунов не лучшая модель внедрения человеческих клеток, так как человеческая нервная клетка созревает согласно своим внутренним законам и перенесение в другой организм не ускоряет развитие. Мыши живут всего 2 года, а полное формирование человеческих мозгов занимает около 20 лет. Поэтому любые длительные влияния и развития в химерном мозге грызунов ограничены, и мозг не успевает сформироваться и дать какие-либо толковые результаты.

Возможно, в будущем человечество будет выращивать не только картошку и капусту, но еще и человеческие мозги, которые смогут использовать в разных целях.