Επιστήμονες καλλιέργησαν έναν εγκέφαλο - «μινιατούρα», συνδεδεμένο με σπονδυλική στήλη και μύες, σε μια εξέλιξη που ανοίγει τον δρόμο για την περαιτέρω μελέτη και αντιμετώπιση παθήσεων όπως η νόσος του κινητικού νευρώνα.
Ο εγκέφαλος αυτός, μεγέθους φακής, εθεάθη να δημιουργεί προεκτάσεις για να συνδεθεί με ιστούς σπονδυλικής στήλης και μυών που είχαν προέλθει από ένα ποντίκι. Οι μύες στη συνέχεια εθεάθησαν να συσπώνται υπό τον έλεγχο του αποκαλούμενου εγκεφαλικού «οργανοειδούς».
Η έρευνα αυτή είναι η πιο πρόσφατη από μια σειρά όλο και πιο εξελιγμένων «μοντέλων» του ανθρώπινου εγκεφάλου που καλλιεργούνται σε εργαστήριο- σε αυτή την περίπτωση συνδεδεμένου με κάτι που παραπέμπει σε κεντρικό νευρικό σύστημα.
Όπως αναφέρεται σε δημοσίευμα του Guardian, η Μάντελιν Λάνκαστερ, που ηγήθηκε της έρευνας στο Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας του Συμβουλίου Ιατρικών Ερευνών στο Κέμπριτζ, είπε πως «μας αρέσει να τα σκεφτόμαστε ως μίνι εγκεφάλους εν κινήσει (mini-brains on the move)».
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια νέα μέθοδο για να καλλιεργήσουν τον εγκέφαλο- μινιατούρα από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα, κάτι που επιτρέπει στο οργανοειδές να φτάσει σε πιο εξελιγμένο στάδιο ανάπτυξης σε σχέση με προηγούμενα πειράματα. Ο μίνι εγκέφαλος αυτός παρουσιάζει ομοιότητες- από άποψης ποικιλίας και οργάνωσης νευρώνων- με τον εγκέφαλο του ανθρώπινου εμβρύου στις 12-16 εβδομάδες εγκυμοσύνης. Ωστόσο, οι επιστήμονες τονίζουν πως είναι ακόμα πολύ μικρός και «πρωτόγονος» για να παρουσιάζει σκέψεις, αισθήματα ή συνείδηση.
«Είναι καλή ιδέα να κάνουμε αυτή τη συζήτηση κάθε φορά που πηγαίνουμε ένα βήμα παραπέρα» είπε η Λάνκαστερ. «Αλλά συμφωνούμε γενικά ότι είμαστε πολύ μακριά από αυτό» πρόσθεσε.
Τη στιγμή που ένας πλήρως ανεπτυγμένος ανθρώπινος εγκέφαλος έχει 80-90 δισ. νευρώνες, το οργανοειδές έχει λίγα εκατομμύρια- κάτι που τον τοποθετεί κάπου ανάμεσα σε μια κατσαρίδα και ένα ψάρι-ζέβρα από άποψης φαιάς ουσίας.
Προηγουμένως η εξέλιξη των οργανοειδών περιοριζόταν από την έλλειψη τροφοδοσίας με θρεπτικές ουσίες στο κέντρο τους: Όταν έφταναν σε συγκεκριμένο μέγεθος, οι νευρώνες στο κέντρο αποκόπτονταν από την τροφοδοσία και άρχιζαν να πεθαίνουν, με τη δομή να παύει να αναπτύσσεται.
Στην πρόσφατη έρευνα, οι επιστήμονες καλλιέργησαν το οργανοειδές και μετά χρησιμοποίησαν μια μικροσκοπική λεπίδα για να το κόψουν σε φέτες πάχους μισού χιλιοστού, που τοποθετήθηκαν σε μια μεμβράνη που έπλεε σε υγρό πλούσιο σε θρεπτικές ουσίες. Αυτό σημαίνει πως ολόκληρη η φέτα είχε πρόσβαση σε ενέργεια και οξυγόνο, και συνήθιζε να αναπτύσσεται και να σχηματίζει νέες συνδέσεις ενώ βρισκόταν σε καλλιέργεια για διάστημα ενός έτους.
Δίπλα στο οργανοειδές οι επιστήμονες πρόσθεσαν μια σπονδυλική στήλη ενός χιλιοστού, που είχαν πάρει από ένα έμβρυο ποντικού, και τον περιβάλλοντα μυϊκό ιστό. Τα εγκεφαλικά κύτταρα άρχισαν να προεκτείνουν νευρωνικές συνδέσεις, συνδέθηκαν με τη σπονδυλική στήλη και άρχισαν να στέλνουν ηλεκτρικούς παλμούς, κάνοντας τους μύες να συσπαστούν.
Ο απώτερος στόχος είναι να χρησιμοποιηθούν τέτοια συστήματα για να μελετηθεί πώς αναπτύσσονται ο ανθρώπινος εγκέφαλος και το νευρικό σύστημα, και γιατί παρουσιάζονται προβλήματα σε ασθένειες όπως η νόσος του κινητικού νευρώνα, η επιληψία και η σχιζοφρένεια.