ساخت مغز ترکیبی انسان و موش در آزمایش دانشگاه استنفورد

پژوهشگران دانشگاه استنفورد با ساخت مغز ترکیبی انسان و موش نشان دادند که بافت مغزی انسان می‌تواند در مغز موش رشد کند، فعال شود و بر حرکات حیوان اثر بگذارد.

سرویسعلمیتک‌ناکاین پژوهشگران در یک آزمایش مهم، ارگانوئید قشر مغز انسان را به مغز موش‌های مهندسی‌شده ژنتیکی پیوند زدند و موفق شدند بافت انسانی را به بخشی فعال از سیستم عصبی حیوان تبدیل کنند. این بافت پس از رشد، با مغز و نخاع موش ارتباط برقرار کرد و حتی بر حرکات اندام‌های حیوان اثر گذاشت.

در این پژوهش، دانشمندان بافت قشری ساخته‌شده از سلول‌های بنیادی انسان را به مغز موش‌هایی پیوند زدند که به‌ دلیل تغییرات ژنتیکی، بخش‌هایی از مغز آنها به‌طور کامل شکل نگرفته بود. این وضعیت فضای کافی را برای رشد ارگانوئید انسانی فراهم کرد و به آن اجازه داد بدون محدودیت شدید در مغز میزبان توسعه پیدا کند.

ارگانوئیدها مدل‌های سه‌بعدی کوچکی از اندام‌های بدن هستند که از سلول‌های بنیادی ساخته می‌شوند. پژوهشگران از این مدل‌ها برای بررسی رشد بافت‌ها، مطالعه بیماری‌ها و آزمایش داروها استفاده می‌کنند. با وجود این، ارگانوئیدی که در محیط کشت آزمایشگاهی قرار دارد، تنها بخشی محدود از عملکرد یک اندام واقعی را بازسازی می‌کند و نمی‌تواند همه تعاملات پیچیده موجود در بدن زنده را نشان دهد.

همین محدودیت باعث شده است که پژوهشگران به پیوند ارگانوئیدها در بدن حیوانات روی بیاورند. در مطالعات قبلی، ارگانوئیدهای مغزی انسان به مغز رت‌ها پیوند زده شده بودند، اما رشد سریع‌تر سیستم عصبی حیوان می‌توانست فرصت کافی برای تکامل کامل بافت انسانی را از بین ببرد.

بیشتر بخوانیدمغز شبیه‌سازی‌شده مگس تریدر رمزارز شد

بافت انسانی ۹۲ درصد از قشر مغز موش را تشکیل داد

پژوهشگران برای حل این مشکل در مغز ترکیبی انسان و موش، از موش‌های موسوم به «اپالیال» استفاده کردند. این موش‌ها به‌گونه‌ای مهندسی شده بودند که بافت‌های لازم برای شکل‌گیری هیپوکامپ و لایه‌های بیرونی مغز در آنها ایجاد نشود. در نتیجه، فضای بیشتری برای رشد ارگانوئید قشر مغز انسان در اختیار پژوهشگران قرار گرفت.

نتایج نشان داد که بافت پیوندی انسانی توانست به‌طور گسترده رشد کند و با سیستم عصبی میزبان ارتباط برقرار نماید. برایس ویسل، مدیر مرکز علوم اعصاب و پزشکی بازساختی بیمارستان سنت وینسنت سیدنی بیان کرد که بافت انسانی در این آزمایش تا جایی رشد کرد که حدود ۹۲ درصد از بافت قشری موجود در مغز موش‌ها را تشکیل داد.

ویسل که در این مطالعه مشارکت نداشت، توضیح داد که این بافت به مغز و نخاع موش متصل شد و هنگام بیداری حیوان نیز فعالیت داشت. به گفته او، این روش می‌تواند مسیر تازه‌ای برای توسعه درمان‌های شخصی‌سازی‌شده و در بلندمدت، ترمیم بافت مغزی آسیب‌دیده یا بیمار باز کند.

پژوهشگران برای بررسی عملکرد واقعی بافت انسانی، از نشانه‌گذاری فلورسنت و اندازه‌گیری فعالیت الکتریکی استفاده کردند. نتایج نشان داد که ارگانوئید انسانی و مغز موش با یکدیگر ارتباط عصبی برقرار کرده‌اند و بافت پیوندی صرفا به‌ عنوان یک بخش غیرفعال در مغز حضور نداشته است.

آزمایش‌های رفتاری نیز نشان داد که پیوند بافت انسانی بر حرکات اندام‌های موش اثر می‌گذارد. این یافته نشان می‌دهد که ارگانوئید انسانی می‌تواند به‌طور فعال در برخی عملکردهای حرکتی سیستم عصبی حیوان نقش داشته باشد.

بیشتر بخوانیدنخستین جراحی تومور مغزی با هدایت بینایی کامپیوتری

نگرانی‌های اخلاقی درباره انسانی‌تر شدن مغز حیوان

در کنار ارزش علمی مغز ترکیبی انسان و موش، برخی متخصصان نسبت به پیامدهای اخلاقی آن هشدار داده‌اند. ویسل معتقد است آزمایش تعیین‌کننده زمانی خواهد بود که دانشمندان بتوانند بافت انسانی را فعال یا غیرفعال کنند و سپس بررسی نمایند که آیا این تغییر بر ادراک، یادگیری یا رفتار حیوان اثر می‌گذارد یا خیر.

او بیان کرد که اگر فعال یا خاموش کردن بافت انسانی بتواند توانایی‌های موش را تغییر دهد، می‌توان نتیجه گرفت که این بافت به‌طور مستقیم در شکل‌گیری برخی ظرفیت‌های حیوان نقش دارد. چنین نتیجه‌ای می‌تواند مرزهای اخلاقی فعلی در پژوهش‌های مربوط به ترکیب بافت عصبی انسان و حیوان را با پرسش‌های تازه‌ای روبه‌رو کند.

عدیل رازی، عصب‌شناس محاسباتی دانشگاه موناش نیز گفت که نگرانی‌های اخلاقی با افزایش بلوغ، اندازه و میزان یکپارچگی عملکردی بافت انسانی در بدن میزبان غیرانسانی بیشتر خواهد شد. به گفته او، پرسش اصلی تنها این نیست که آیا مغز موش «انسانی‌تر» شده است، بلکه باید بررسی شود که سلول‌های مغزی انسان وقتی در محیط یک موش رشد می‌کنند و یاد می‌گیرند، چگونه اطلاعات را پردازش خواهند کرد.

پژوهشگران تأکید کردند که این آزمایش با دستورالعمل‌ها و سازوکارهای حفاظتی اخلاقی فعلی مطابقت داشته است. آنها در عین حال هشدار دادند که تلاش برای افزایش بیشتر ویژگی‌های انسانی در مغز موش‌ها، به تدوین زودهنگام و فعال دستورالعمل‌های اخلاقی جدید نیاز خواهد داشت.

با وجود این نگرانی‌ها، نتایج این پژوهش می‌تواند کاربردهای مهمی برای مطالعه رشد مغز و بیماری‌های عصبی داشته باشد. این روش ممکن است در آینده به بازسازی بافت مغز، طراحی درمان‌های متناسب با ویژگی‌های هر بیمار و تشخیص زودهنگام برخی بیماری‌های عصبی پیش از ظهور علائم کمک کند.

رازی این مطالعه را پژوهشی دقیق و بلندپروازانه توصیف کرد و گفت که نتایج آن می‌تواند پیامدهای عمیقی برای درک نحوه رشد مغز انسان و سازوکار بیماری‌های عصبی داشته باشد.

بیشتر بخوانیدمراکز داده زیستی با سلول‌های مغز انسان راه‌اندازی می‌ شوند

نوشتهساخت مغز ترکیبی انسان و موش در آزمایش دانشگاه استنفورداولین بار درTechnoc. پدیدار شد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.