A tudósok arra törekednek, hogy az emberek és más állatok agyát a lehető legközelebb hozzák létre. Ez fontos a kísérletekhez, a szervátültetéshez és a betegségek tanulmányozásához. Lehetséges, hogy a közeljövőben tudatosan mintákat is lehet tenyészteni csövekben.
Fej nélküli sertések
2018. áprilisában a Nature folyóirat 17 világ vezető neurofiziológusának nyílt levelét tett közzé, amelyben felszólított a szabályok és korlátozások kidolgozására a mesterségesen termelt idegszövetekkel végzett kísérletekkel kapcsolatban, mivel hamarosan nemcsak az agy szerkezeteit, hanem funkcióit is újra lehet nyitni. Más szavakkal, nagyon valószínű, hogy egyes laboratóriumi minták tudatosság jeleit mutatják, és erre fel kell készülnie. Valójában ez a válasz a Yale Egyetemi tudósok jelentésére, miszerint a sertés agyát, a testtől elválasztva, 36 órán át élve tartják. Egy speciálisan kifejlesztett BrainEx fűtött szivattyúrendszert és szintetikus vérpótlót használtunk a több mint száz állat agyának vérkeringésének helyreállításához négy órával a lefejezés után. Az így reanimált agyokban milliárd élő, hatékony idegsejt található. Elektromos aktivitás azonban nem volt - ezt elektroencephalogram mutatta. Ezért a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az agy él, de kómában van, vagyis nincs tudat. A munka szerzői szerint a revitalizált sertésagy további anyagként szolgálhat új rák vagy Alzheimer-kór gyógyszereinek teszteléséhez. Ezenkívül technikailag ez a felfedezés úgy tekinthető, mint egy szerv életben tartásának a további transzplantációhoz, vagy laboratóriumi munkában megnövelt agyának előállítására. A munka szerzői szerint a revitalizált sertésagy további anyagként szolgálhat új rák vagy Alzheimer-kór gyógyszereinek teszteléséhez. Ezenkívül technikailag ez a felfedezés úgy tekinthető, mint egy szerv életben tartásának a további transzplantációhoz, vagy laboratóriumi munkában megnövelt agyának előállítására. A munka szerzői szerint a revitalizált sertésagy további anyagként szolgálhat új rák vagy Alzheimer-kór gyógyszereinek teszteléséhez. Ezenkívül technikailag ez a felfedezés úgy tekinthető, mint egy szerv életben tartásának a további transzplantációhoz, vagy laboratóriumi munkában megnövelt agyának előállítására.
Agy egy kémcsőben
Ezt a problémát a 2000-es évek közepe óta szorosan kezelik, amikor a japán biológusok következetesen növelték az agykéreg, az agyalapi mirigy és az optikai csészét - a diencephalon fal kinövését az emlősök embriójában. A őssejteket mindenütt használják építőanyagként. 2012-ben az amerikai tudósok laboratóriumi körülmények között elõagyt kaptak egy kéreggel, amelynek fejlõdési stádiuma megegyezett az emberi embrió agyával a terhesség elsõ trimeszterének végén. A Stanfordi Egyetem szakemberei továbbmentek, és három évvel később kisméretű csomókat készítettek, amelyek utánozzák az újszülött agyát közvetlenül a születés után. Ugyanakkor az Ohio Egyetem kutatói őssejtekből teljes erejű emberi agyat termesztettek, amely megfelel egy öthetes embrió szintjének. A kísérlet szerzői szerintmajdnem teljesen reprodukálta az agy összes fő területét, de az érrendszer hiányzott. Ezért nem tudta tovább fejleszteni és működni.
Kicsi, de távoli
A kémcső agya még mindig nagyon kicsi. Például a Stanford-minták mérete csak három-négy milliméter. Az Ohio-ban készült szerv nem nagyobb, mint egy ceruza végén lévő radír.
Promóciós videó:
A lebonthatóság fő oka az oxigén és a tápanyagok hiánya, amelyet az érrendszer továbbít a belső szervekhez. A mesterséges agyoknak nincs ilyen rendszere, és a szükséges anyagok molekulái csak a szöveteken keresztül juthatnak be.
Ezenkívül a tápanyag-oldat, amelyben az agyat termesztik, nem képes teljes mértékben reprodukálni azt a mikrokörnyezetet, amelyben az emberi agy növekszik és fejlődik. Ez viszont korlátozza a jelző molekulák hozzáférését, amelyek jeleket vagy ingereket továbbítanak a sejtből a sejtbe. Egy élő szervezetben a jelátviteli zavarok rák, autoimmun betegségek és cukorbetegség kialakulásához vezetnek, mesterségesen - méretkorlátozáshoz.
Neandervölgyi agy
Az egyik lehetséges megoldás a kimérás állatok létrehozása, azaz az emberi agy felnőtt részeinek átültetése valamilyen laboratóriumi állatba. Az első kísérleteket egerekkel végeztük. 2015-ben a Salk Biológiai Kutató Intézet (USA) szakemberei bejelentették, hogy egy kémcsőben termelt organellákat ültetnek át a rágcsálók agyába, és ezeket sikerült összekapcsolniuk az állatok keringési rendszerével. Három hónap elteltével az egerek 80% -ánál mesterséges idegszövet ültetett be. Igaz, amint a munka szerzői megjegyzik, a mûködtetett rágcsálók nem váltak okosabbá: viselkedésük nem különbözött a megszokottól. A tudósok úgy vélik, hogy az ilyen kutatások forradalmasítják a regeneratív gyógyszert és lehetővé teszik a megnövekedett sejtek beültetését az emberekbe. Ha a kísérletek sikeresek, akkor bármilyen kémcsőben létrehozott organellát átültethetnek - beleértve a neandervölgyi is. Nem olyan régen az amerikai biológusok a laboratóriumban megtanultak a neandervölgyi agyat. Ehhez az ősi emberek genomjára jellemző mutációt vezettek be az őssejtek DNS-ébe. Az egyik mutáció radikálisan megváltoztatta az idegi kapcsolatok szerkezetét, sőt az organellák alakját is.
A neandertáli idegszövetben lévő neuronok gyorsabban vándoroltak és kevesebb szinapszist képeztek az emberi agyhoz képest. A tanulmány szerzői szerint ez hasonló ahhoz, ami történik az autista sejtekből előállított organellákban. De a mesterséges idegi szövet önmagában semmit nem mond arról, hogy a felnőtt agy hogyan fog működni - és ez az, ami a tudósok iránt különösen érdekli.
A neandervölgyi agyban zajló összes folyamat megértéséhez rögzítenie kell az elektromos aktivitást, amely jelzi a tudatot. És itt a tudósok lépnek be a szürke zónába, amelyre az áprilisi levél szerzői figyelmeztettek. Csodálatos kísérleti modelljük lesz, amely segít sok kérdés megválaszolásában, de ez a modell mindent érzékel, és valószínűleg megérti.
Alfiya Enikeeva
