Forskere prøver å skape hjernen til mennesker og andre dyr så nær det er mulig. Dette er viktig for eksperimenter, organtransplantasjon og studier av sykdommer. Det er mulig at det i nær fremtid vil være mulig å dyrke prøver med bevissthet i prøverørene.
Hodeløse griser
I april 2018 publiserte tidsskriftet et åpent brev fra 17 ledende nevrofysiologer i verden der det ble bedt om utvikling av regler og begrensninger for eksperimenter med kunstig dyrket nervevev, siden det ganske snart vil være mulig å gjenskape ikke bare strukturene, men også hjernens funksjoner. Det er med andre ord veldig sannsynlig at noen laboratorieprøver er i ferd med å vise bevissthetstegn, og du må være forberedt på dette. Dette var faktisk et svar på en rapport fra forskere ved Yale University om at de holdt svinehjernen, atskilt fra kroppen, i live i 36 timer. Et spesialdesignet BrainEx oppvarmet pumpesystem og syntetisk bloderstatning ble brukt for å gjenopprette blodsirkulasjonen til hjernen til mer enn hundre dyr fire timer etter at de ble halshugget. I hjernen som ble reanimert på denne måten, ble milliarder av levende, effektive nerveceller funnet. Imidlertid var det ingen elektrisk aktivitet - dette ble vist ved hjelp av et elektroencefalogram. Derfor konkluderte forskere med at hjernen er i live, men er i koma, noe som betyr at det ikke er noen bevissthet. I følge forfatterne av arbeidet, kan de revitaliserte svinehjernen videre tjene som materiale for å teste nye medisiner mot kreft eller Alzheimers sykdom. I tillegg kan teknisk sett denne oppdagelsen sees på som en måte å holde et organ i live for videre transplantasjon eller for å få en hjerne dyrket i et laboratorium. I følge forfatterne av arbeidet, kan de revitaliserte svinehjernen videre tjene som materiale for å teste nye medisiner mot kreft eller Alzheimers sykdom. I tillegg kan teknisk sett denne oppdagelsen sees på som en måte å holde et organ i live for videre transplantasjon eller for å få en hjerne dyrket i et laboratorium. I følge forfatterne av arbeidet, kan de revitaliserte svinehjernen videre tjene som materiale for å teste nye medisiner mot kreft eller Alzheimers sykdom. I tillegg kan teknisk sett denne oppdagelsen sees på som en måte å holde et organ i live for videre transplantasjon eller for å få en hjerne dyrket i et laboratorium.
Hjerner i et reagensrør
Dette problemet har blitt håndtert tett siden midten av 2000-tallet, da japanske biologer konsekvent har dyrket hjernebarken, hypofysen og optikkoppen - utveksten av diencephalonveggen i embryoet til pattedyr. Stamceller er blitt brukt overalt som byggematerialer. I 2012 oppnådde amerikanske forskere under laboratorieforhold en forhjerne med en cortex, hvis utviklingstrinn tilsvarte hjernen til et menneskelig embryo på slutten av første trimester av svangerskapet. Eksperter ved Stanford University gikk videre og tre år senere opprettet små klumper som etterligner hjernen til en nyfødt baby rett etter fødselen. Samtidig vokste forskere fra Ohio University en fullverdig menneskelig hjerne fra stamceller, tilsvarende nivået til et fem uker gammelt embryo. I følge forfatterne av eksperimentet,nesten fullstendig reprodusert alle hovedområdene i hjernen, men det vaskulære systemet manglet. Derfor kunne han ikke videreutvikle og fungere.
Liten, men fjerntliggende
Testrørshjelpene er fremdeles veldig små. For eksempel er dimensjonene til Stanford-prøver bare tre til fire millimeter. Det Ohio-laget orgelet er ikke større enn et viskelær på tuppen av en blyant.
Salgsfremmende video:
Hovedårsaken til reduksjonen er mangelen på oksygen og næringsstoffer, som det vaskulære systemet leverer til de indre organene. Kunstige hjerner har ikke et slikt system, og den eneste mulige måten for molekylene av nødvendige stoffer å trenge gjennom er gjennom vev.
I tillegg er ikke næringsoppløsningen som hjernen dyrkes i, i stand til å reprodusere det spesifikke mikro-miljøet som den menneskelige hjernen vokser og utvikler seg i. Dette begrenser i sin tur tilgangen til signalmolekyler som overfører signaler, eller stimuli, fra celle til celle. I en levende organisme fører forstyrrelser i signaloverføring til utvikling av kreft, autoimmune sykdommer og diabetes, hos kunstige - til størrelsesbegrensning.
Neandertaler hjerne
En av de mulige løsningene er opprettelse av kimerdyr, det vil si transplantasjon av de dyrkede delene av den menneskelige hjerne til et slags laboratoriedyr. De første eksperimentene ble utført på mus. I 2015 kunngjorde spesialister fra Salk Institute for Biological Research (USA) at de transplanterte organeller dyrket i et prøverør inn i hjernen til gnagere og klarte å koble dem til sirkulasjonssystemet til dyr. Etter tre måneder hadde 80 prosent av musene laget kunstig nevralt vev. Riktignok, som forfatterne av arbeidsnotatet, ble de opererte gnagere ikke smartere: oppførselen deres skilte seg ikke fra vanlig. Forskere tror at slik forskning vil revolusjonere regenerativ medisin og la voksne celler bli implantert. Hvis eksperimentene er vellykkede, vil det være mulig å transplantere organeller som er opprettet i et reagensrør - inkludert neandertaler. For ikke så lenge siden skaffet amerikanske biologer hjernen til en neandertaler på laboratoriet. For dette ble en mutasjon karakteristisk for genomet til eldgamle mennesker introdusert i DNA fra stamceller. En mutasjon forandret radikalt strukturen til nevrale forbindelser og til og med organellenes form.
Nevroner i neandertalalt nervevev migrerte raskere og dannet færre synapser sammenlignet med den menneskelige hjernen. I følge studieforfatterne ligner dette på hva som skjer i organeller laget av autistiske celler. Men kunstig nevralt vev i seg selv sier lite om hvordan den voksne hjernen vil fungere - og det er dette forskere er spesielt interessert i.
For å forstå alle prosessene som foregår i neandertaler hjernen, må du fikse elektrisk aktivitet i den, noe som indikerer bevissthet. Og her vil forskere komme inn i gråsonen, som forfatterne av aprilbrevet advarte om. De vil ha en fantastisk eksperimentell modell som vil bidra til å svare på mange spørsmål, men denne modellen vil føle alt og sannsynligvis forstå.
Alfiya Enikeeva
