Hjernen er det mest komplekse og dårlig studerte organet. Den minste krenkelse i den kan deaktivere hele personen, slå av bevisstheten. Er det mulig å lage en "protese" for en skadet hjerne? Moderne medisin er ennå ikke i stand til en slik oppgave, men forskere prøver allerede nå å gjøre noe i denne retningen.
Kunstig minne
En del av hjernen som heter hippocampus styrer minnene våre. Hvis den er skadet, er personen ikke i stand til å huske informasjon på lenge. Hippokampusen trues ikke bare av skader, men også av forskjellige nevrologiske lidelser, for eksempel epilepsi, depresjon, Alzheimers sykdom.
Siden 2012 har en gruppe amerikanske forskere ledet av Theodore Berger utviklet et apparat som erstatter den skadede delen av hippocampus. Det er en brikke med to sett med elektroder som registrerer korttidsminner. Ved hjelp av det første settet med elektroder blir elektriske impulser fra hippocampus sendt til brikken, og derfra sendt til datamaskinen. Han konverterer dataene til langtidsminner og sender dem til et andre sett med elektroder, implantert i en sunn del av hippocampus.
Den kunstige hippocampus ble testet på rotter. Dyrene ble injisert med et stoff som forstyrrer langtidsminnet, deretter ble en chip koblet til og deres evne til å huske informasjon ble testet. Implantater har vist seg å være effektive. I følge Bergers gruppe ble lignende eksperimenter utført på aper og til og med på pasienter med epilepsi. Selvfølgelig er det i menneskets hjerne for mange nevroner og forbindelser mellom dem, så det er for tidlig å snakke om behandling av mennesker. Likevel har forskere tenkt å bringe implantatet til markedet, som de opprettet en oppstart Kernel, som ble ledet av Berger.
Redningsbur
Salgsfremmende video:
På grunn av skader og sykdommer blir forbindelser i nevrale nettverk brutt, og funksjonene som de skadede delene av hjernen utført går tapt. I noen tilfeller er kroppen i stand til å gjenopprette forbindelser mellom nevroner på egen hånd, den trenger bare en ramme som nye vev vil vokse på.
Det naturlige stillaset for vevsvekst i kroppen er den ekstracellulære matrisen. Det fungerer også som en barriere mellom celler og blod, lagrer biologisk aktive molekyler produsert av cellene som er i det, gir en tilstrømning av næringsstoffer og oksygen til celler og fjerner avfallsprodukter. Svikt i funksjonen av den ekstracellulære matrisen fører til nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers og Parkinson, og forskjellige former for demens. Den nye rammen kan lindre pasientens tilstand og til og med kurere ham.
Leger fra det første statlige medisinske universitetet i Moskva oppkalt etter IM Sechenov og det nasjonale medisinske forskningssenteret for barns helse, sammen med fysikere fra Institute of Photonic Technologies ved Federal Research Center "Crystallography and Photonics", bestemte seg for å lage en protese for den ekstracellulære matrisen for hjernen. Prosjektet ble støttet av Russian Science Foundation.
”Forskningssyklusen vår er dedikert til utvikling av tredimensjonale kunstige materialer, analoger av den ekstracellulære matrisen laget av polymerer. De gjentar de mekaniske egenskapene til hjernen, støtter veksten og delingen av celler. De opprettede strukturene vil være i stand til å imitere den tapte intercellulære matrisen av nervevevet og bidra til dets gjenoppretting, sier Petr Timashev, ledende forsker ved Institute of Photonic Technologies, direktør for Institutt for regenerativ medisin ved Det første Moskva State Medical University oppkalt etter I. M. Sechenov, vinner av Moskva regjeringspris.
Transplantatet gjennomgår allerede kliniske studier på forsøksdyr. Forskere tok hjernevev fra en mus og transplanterte det på en polymermatrise som etterligner den ekstracellulære matrisen. Da vevene vokste på matrisen, ble forskerne overbevist om at nevronene utveksler elektrokjemiske impulser. Det vil si at nevrotransmittere i vev - stoffer som overfører elektrokjemiske impulser mellom nevroner - utfører vellykket sin funksjon.
Slik ser musehippocampuscellene transplantert på en polymermatrise ut den 10. utviklingsdagen / Institute of Regenerative Medicine ved det første Moskva State Medical University oppkalt etter DEM. Sechenova, Institute of Photonic Technologies, Research Center Crystallography and Photonics, Russian Academy of Sciences, Petr Timashev.
Nå har forfatterne av utviklingen tenkt å evaluere hvordan "protesen" tas opp i en levende organisme når vevene har vokst og gjenoppbygget. I tillegg vil biologer måtte studere reaksjonen fra de omkringliggende vevene på implanterbare strukturer og forhindre avvisning av matrisen.
En kunstig, ekstracellulær matrise er ikke bare nyttig for hjernen, men også for å gjenopprette integriteten til vevene i muskel- og skjelettsystemet, for eksempel epitelbelegg i urinrøret, mage-tarmkanalen, samt for hudlesjoner. For rekonstruktiv kirurgi utvikler forskere analoger av beinvev, vaskulære proteser, plater basert på den ekstracellulære matrisen.
