TN Opmerking: dit onderzoek houdt verband met Obama's Brain Mapping-initiatief dat in april 2013 werd aangekondigd met een kickstarter van $ 100 miljoen om het programma op gang te krijgen. Verschillende federale agentschappen hebben zich bij de strijd gevoegd: National Institutes of Health, Food and Drug Administration, DARPA, National Science Foundation en IARPA, de eIntelligence Advanced Research Projects Activity.
Kleine, rollende ballen van hersencellen die in een laboratorium rondslingeren, kunnen op een dag je helpen om je knikkers te verliezen - onder andere.
De kleine cellulaire ballen gedragen zich als mini-hersenen en bootsen aspecten van het echte werk na, waaronder het vormen van noggin-achtige structuren en pulseren met elektrische signalen zoals een denkend brein, onderzoekers gemeld Vrijdag op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science in Washington. De mini-hersenen, die kunnen worden gepersonaliseerd op basis van de cellen waaruit ze zijn gemaakt, kunnen wetenschappers binnenkort helpen een breed scala aan ziekten en gezondheidsproblemen te bestuderen - van autisme en Parkinson tot multiple sclerose en Alzheimer, evenals beroerte, hersentrauma en infecties, zoals het Zika-virus.
"Er zijn verschillende plaatsen waar een mini-brein nuttig kan zijn," zei Wayne Drevets van Janssen Pharmaceuticals Inc., die niet betrokken was bij het onderzoek. In sommige gevallen bieden ze een goedkoper, ethischer en realistischer model voor de menselijke gezondheid dan muizen en andere dieren, zeiden hij en andere onderzoekers op de conferentie.
Onderzoekers die de kleine noedels hebben ontwikkeld, geleid door Thomas Hartung, van de Bloomberg School of Public Health, Johns Hopkins University, hopen dit jaar de mini-hersenen commercieel beschikbaar te hebben.
https://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative
Maar, geeft Hartung toe, "we zijn niet de eerste of de chicste." Er zijn al andere miniatuurhersenen gemaakt die complexer zijn en meer hersenvormig dan bolvormig. Toch kunnen die kleine hersenen moeilijk zijn om te maken en mee te werken, zegt Hartung. Sommige vereisen embryonale stamcellen om te maken, die lastig te krijgen en ethisch troebel zijn om te gebruiken. En sommige van de miniatuurhersenen hebben maanden nodig om te groeien en zijn relatief groot (~ 5 millimeter), wat betekent dat ze snel van binnen naar buiten rotten omdat ze geen bloedvaten en bloedsomloop hebben om de cellen te voeden die diep in het kunstmatige orgaan zijn ingebed.
Hartung en collega's bedachten een oplossing voor al die problemen. De onderzoekers begonnen met gemakkelijk te verzamelen volwassen huidcellen en brachten ze chemisch over om terug te keren naar stamcellen, waardoor de behoefte aan embryonale versies werd weggenomen. Van daaruit brachten de onderzoekers de cellen tot differentiatie in verschillende hersencellen, waaronder verschillende zenuwcellen plus gliacellen, die zenuwcellen ondersteunen en beschermen.
Om de cellen teenige hersenballen te laten vormen, plaatsten de onderzoekers de cellen in een schudincubator waar de cellen letterlijk in kleine bollen rond 350 micrometers in diameter rollen - ongeveer ongeveer drie keer de dikte van een dollarbiljet. Door het kleine formaat kunnen de hersenen voorbij het probleem van rottende ingewanden glijden, maar ze hebben nog steeds een hersenachtige opstelling met verschillende soorten neuronen die signalen koppelen en doorgeven. Het hele proces duurt slechts acht weken en kan duizenden mini-hersenen tegelijk produceren.
Bij nader onderzoek ontdekten de onderzoekers dat veel van de zenuwcellen in de mini-hersenen elektrisch isolerende lagen ontwikkelden - myelinescheden - die worden gemaakt door gliacellen en cruciaal zijn voor goed functionerende zenuwcellen. Demyelinisatie is een belangrijk kenmerk van veel neurodegeneratieve ziekten, zoals multiple sclerose (MS). "Dit belooft een fantastisch model te worden om MS te bestuderen," zei Hartung.
En de mini-hersenen genereerden spontaan elektrische activiteit en produceerden hersengolven. "Ze denken," zei Hartung - hoewel ze zonder zintuiglijke informatie hebben ingevoerd, "hebben ze niets om over na te denken," voegde hij eraan toe.
Er zijn talloze mogelijkheden van hoe deze hersenen onderzoek kunnen helpen, zei Hartung. In het bijzonder vertelde hij Ars dat hij het meest opgewonden is om de minibreinen te gebruiken om autisme te bestuderen en dat hij al minibreinen heeft gemaakt van cellen van een persoon met het syndroom van Down. Hij heeft ook goede hoop dat de hersenen nuttig zullen zijn voor farmaceutische bedrijven die potentiële nieuwe medicijnen testen - en daarmee een realistischer model bieden voor hoe medicijnen werken bij mensen zonder de noodzaak om dieren te gebruiken. Tenslotte, zei Hartung, zijn mensen geen ratten van 150 pond.
