Az agy a legbonyolultabb és legkevésbé tanulmányozott szerv. A legkisebb megsértés az egész embert letilthatja, kikapcsolhatja a tudatot. Lehetséges "protézist" készíteni egy sérült agyra? A modern orvostudomány még nem képes ilyen feladatra, de a tudósok már próbálnak tenni valamit ebben az irányban.
Mesterséges memória
Az agynak a hippokampusznak nevezett része irányítja az emlékeinket. Ha sérült, akkor a személy hosszú ideig nem képes megjegyezni az információkat. A hippokampust nemcsak a sérülés veszélye fenyegeti, hanem a különféle idegrendszeri rendellenességek is, például epilepszia, depresszió, Alzheimer-kór.
2012 óta Theodore Berger vezetésével az amerikai tudósok egy olyan készüléket fejlesztenek ki, amely felváltja a hippokampusz sérült részét. Ez egy chip két elektródakészlettel, amely rövid távú emlékeket rögzít. Az első elektródakészlettel a hippokampusból származó elektromos impulzusok kerülnek a chipre, onnan pedig a számítógépre. Az adatokat hosszú távú memóriákká alakítja és elküldi egy második elektródakészlethez, amelyet a hippokampusz egészséges részébe implantálnak.
A mesterséges hippokampust patkányokban teszteltük. Az állatokat olyan anyaggal fecskendezték be, amely rontja a hosszú távú memóriát, majd egy chipet csatlakoztattak és megvizsgálták képességüket az információk memorizálására. Az implantátumok hatékonyságát bizonyították. Berger-csoport szerint hasonló kísérleteket végeztek majmokkal, sőt epilepsziában szenvedő betegekkel is. Az emberi agyban természetesen túl sok neuron és kapcsolat van közöttük, tehát túl korai beszélni az emberek kezeléséről. Ennek ellenére a tudósok szándékában áll az implantátumot a piacra hozni, amelyre létrehoztak egy startup-kernelt, amelyet Berger vezetett.
Mentő ketrec
Promóciós videó:
Sérülések és betegségek miatt megszakad az ideghálózatok kapcsolata, és elvesznek azok a funkciók, amelyeket az agy sérült részei végeztek. Egyes esetekben a test képes önmagában helyreállítani az idegsejtek közötti kapcsolatokat, csak olyan keretre van szüksége, amelyen az új szövetek növekedni fognak.
A test szövet növekedéséhez szükséges természetes állvány az extracelluláris mátrix. Gátként szolgál a sejtek és a vér között is, tárolja a benne levő sejtek által termelt biológiailag aktív molekulákat, tápanyagokat és oxigént vezet be a sejtekbe, és eltávolítja a hulladéktermékeket. Az extracelluláris mátrix működésének hiánya neurodegeneratív betegségekhez, például Alzheimer és Parkinson kórhoz, valamint a demencia különféle formáihoz vezet. Az új keret enyhítheti a beteg állapotát, sőt gyógyíthatja is.
Az I. Moszkvai Állami Orvostudományi Egyetem és az IM Sechenov elnevezésű orvosok, valamint a Nemzeti Gyermek Egészségügyi Kutatóközpont orvosai, valamint a Szövetségi Kutatóközpont "Kristallográfia és fotonika" Fotonikus Technológiai Intézetének fizikusaival együtt úgy döntöttek, hogy protézist készítenek az agy extracelluláris mátrixára. A projektet az Orosz Tudományos Alapítvány támogatta.
„Kutatási ciklusunk háromdimenziós műanyagok, az extracelluláris mátrix analógjainak fejlesztésére szólít fel. Megismételik az agy mechanikus tulajdonságait, támogatják a sejtek növekedését és megosztását. A létrehozott struktúrák képesek lesznek az idegszövet elveszített intercelluláris mátrixának utánozására és hozzájárulnak annak helyreállításához”- mondta Petr Timashev, a Fotonikus Technológia Intézet vezető kutatója, az I. Moszkvai Állami Orvostudományi Egyetem Regeneratív Orvostudományi Intézetének igazgatója, IM Sechenov, a moszkvai kormánydíj elnyerője után.
A grafton már klinikai vizsgálatok zajlanak laboratóriumi állatokkal. A tudósok az agyszövetét egérből vették át és egy polimer mátrixra transzplantálták, amely utánozza az extracelluláris mátrixot. Amikor a szövetek a mátrixon növekedtek, a kutatók meggyőződtek arról, hogy az idegselek elektrokémiai impulzusokat cserélnek. Vagyis a szövetekben levő neurotranszmitterek - olyan anyagok, amelyek elektrokémiai impulzusokat továbbítanak a neuronok között - sikeresen teljesítik funkciójukat.
Így néznek ki a polimer mátrixra átültetett egér hippocampus sejtek a fejlődés 10. napján / Az első Moszkvai Állami Orvostudományi Egyetem Regeneratív Orvostudományi Intézete ŐKET. Sechenova, Fotonikus Technológiák Intézete, Kristálytani és Fotonikai Kutatóközpont, Orosz Tudományos Akadémia, Petr Timashev.
A fejlesztés szerzői most meg akarják vizsgálni, hogy a "protézis" hogyan szívódik fel egy élő szervezetben, amikor a szövetek megnövekedtek és újjáépültek. Ezenkívül a biológusoknak meg kell vizsgálniuk a környező szövetek reakcióját a beültethető struktúrákkal és meg kell akadályozniuk a mátrix kilökődését.
A mesterséges extracelluláris mátrix nemcsak az agy számára hasznos, hanem az izom-csontrendszer szöveteinek integritásának helyreállításához, az epiteliális bélés például a húgycsőben, a gyomor-bél traktusban, valamint a bőr sérüléseihez is. A rekonstrukciós műtét céljából a tudósok az extracelluláris mátrixon alapuló csontszövet, érrendszeri protézisek, lemezek analógjait fejlesztik ki.