Некоторое время назад ученые придумали способ выращивания в лабораторных чашках миниатюрного мозга для разрабатывания и тестирования новых лекарств или иных способов лечение некоторых человеческих, неизлечимых состояний, таких как болезнь Альцгеймера и эпилепсия, которые не в полной мере можно воспроизвести в используемых моделях-животных. Данный способ также интересен молекулярным биологам в изучении внутриутробных расстройствах развития мозга - эпилепсии и микроцефалией, а также болезни Паркинсона, лобно-височной деменции, аутизма и шизофрении.
Мини-мозг
Лаборатории выращивают мини-мозги, также известные как органоиды головного мозга, используя клетки кожи, взятые у пациентов с аналогичным состоянием, т.е. с мутацией ДНК, которая несет болезнь. Затем гены переделываются так, что они возвращаются в состояние, подобное эмбриону. Затем их уговаривают, чтобы они превратились в клетки мозга в чашке. Получающаяся в результате ткань мозга имеет ту же ДНК и вызывающие заболевание мутации, что и пациент.
Другой способ - выращивание мини-мозг от анонимных здоровых людей, а затем редактирование болезни. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет избежать некоторых этических проблем и проблем защиты данных, возникающих при работе с конкретными пациентами.
- У мини-мозгов есть архитектура, которая напоминает мозг эмбриона, хотя структура довольно перемешана.
- Мини-мозг даже показывает признаки своего заболевания, такие как - уменьшение мозговой ткани при микроцефалии.
- Фармацевтическая компания может выращивать тысячи таких органоидов, а затем тестировать в них много химических соединений.
- Это трехмерная человеческая ткань с физиологией человека.
Однако, ученые отмечают, что органоиды мозга, не похожи на мозг взрослого человека, а скорее на кусочки мозговой ткани. Десятки белых мини-мозговых скоплений может быть размер с ладонь. Мини-мозг не может воспринимать, думать или делать что-то, что напоминает сознание.
Некоторые лаборатории уже роботизировали процесс выращивания мини-мозга. Обычно для проведения эксперимента такого масштаба требуется целый день, а робот может сделать это за 20 минут. Автоматизация более утомительных частей биомедицинских исследований таким образом не позволит людям испортить эксперимент с небрежными ошибками или несчастными случаями.
Мини Я
Когда научный писатель Филип Болл пожертвовал часть мяса из своей руки в лабораторию неврологии, выращивающую «мини-мозг», он изначально намеревался внести свой вклад в исследование биологических механизмов деменции. Вместо этого он получил упрощенную генетическую копию своего собственного мозга, растущего в чашке Петри - и обнаружил, что задается вопросом, что делает нас людьми.
Описывая свои наблюдения за работой ученых, Болл рассказал, что большинство мини-мозгов быстро отмерло. Однако один выжил , укоренившись и превратившись в изолированную модельную версию живого человеческого мозга. У Болла не было никаких заблуждений о том, что органоид был таким же, как человеческий мозг - у него не было, например, сенсорной информации. Но это заставило его усомниться в том, как мы определяем человечество в биологическом смысле.
«Я больше не могу отобразить этот смысл на любое физическое описание человеческого тела», - писал Болл . «Я как никогда осознаю нашу сложную и случайную природу: мы сообщества клеток».
Он живой?!
Создание мини-мозга или «органоидов» мозга стало одной из самых горячих областей современной нейробиологии. Постоянно работая над темой ученые создают для работы все более сложные модели мини-мозга. Вот в органоидах уже наблюдается скоординированная нейронная активность, которая напоминает биологическую активность у развивающихся животных. Капли ткани сделаны из стволовых клеток, и, хотя они имеют размер только гороха, у некоторых развились спонтанные мозговые волны, подобные тем, которые наблюдаются у недоношенных детей.
Проблемы становятся более серьезными, если органоиды воспринимают и реагируют на раздражители, которые могут вызвать боль. Это становится еще более важным, если есть основания полагать, что у органоида есть отвращающая реакция на эти раздражители, что он чувствует боль.
И это настораживает исследователей. Некоторые нейробиологи, работающие с «мини-мозгом» человека, выращенного в лаборатории, опасаются, что они могут испытывать бесконечный ужас с сознательным существованием без тела. Хотя никогда не было доказано, что мини-мозг стал сознательным или разумным, исследователи считают, что риск слишком велик, чтобы продолжать их использовать.
Не все ученые согласны работать с разумным материалом. Поэтому, если возникнет убежденность в этом, работы лабораторий будут свернуты.
Вопросы и комментарии