مادة الاحياء

قد تؤدي هذه الأدمغة الصغيرة إلى إمكانيات هائلة

قد تؤدي هذه الأدمغة الصغيرة إلى إمكانيات هائلة


على الرغم من أنها تبدو وكأنها واحدة من إبداعات فرانكشتاين ، إلا أن الأدمغة الصغيرة حقيقية. الأدمغة الصغيرة ، والمعروفة أيضًا باسم العضيات (براعم الأعضاء) ، هي حزم من الخلايا نمت في المختبر. تأتي الهياكل ثلاثية الأبعاد من الخلايا الجذعية البشرية.

[مصدر الصورة: فليكر / داي دونالدسون]

يستخدم العلماء الأدمغة المصغرة للمساعدة في دراسة نمو الدماغ وكذلك لفهم الأمراض المختلفة مثل الاضطرابات العصبية. يأمل الباحثون أيضًا في استخدام الأدمغة المصغرة يومًا ما لاختبار الأدوية التجريبية ؛ وبالتالي تقليل الحاجة إلى حيوانات المختبر.

يستخدم العلماء حاليًا نماذج دماغية ثنائية الأبعاد لأبحاثهم. ومع ذلك ، فشلت النماذج ثنائية الأبعاد في تكرار تعقيد الدوائر العصبية اللازمة للبحث.

من ناحية أخرى ، تعرض نماذج الدماغ ثلاثية الأبعاد أوجه تشابه بنيوية وتنظيمية للعقول البشرية. يوفر هذا للعلماء فرصة نادرة لدراسة أنسجة المخ البشرية الحية.

يأمل الباحثون أن تسمح هذه الأدمغة الصغيرة للعلماء بزيادة معرفتهم وفهمهم لتطور الجهاز العصبي. من خلال القيام بذلك ، سيمكن العلماء من فهم الآليات التي تتميز بها الأمراض العصبية النفسية مثل التوحد.

قال سيرجيو بي باسكا ، المدير المشارك للخلايا الجذعية الأساسية في معهد ستانفورد لعلوم الأعصاب ، "إحدى المشاكل الرئيسية في فهم الاضطرابات النفسية هي أننا لا نستطيع الوصول مباشرة إلى الدماغ البشري". وذكر أن "هذه الأجسام الشبه الكروية تشبه إلى حد بعيد الهندسة المعمارية ثلاثية الأبعاد للقشرة ولديها أنماط تعبير جيني تحاكي تلك الموجودة في دماغ الجنين النامي."

زراعة العقول الصغيرة

بدأ الباحثون في جامعة ستاندفورد عملية النمو عن طريق استخراج خلايا الجلد من خمسة مرضى مختلفين. تم تحويل خلايا الجلد إلى خلايا جذعية مستحثة متعددة القدرات (iPSCs) ، وهي خلايا جذعية مشتقة من البالغين. يمكن أن تتطور هذه الخلايا إلى أنواع أخرى من الخلايا الموجودة في جسم الإنسان.

تم السماح للخلايا أولاً بالنمو في أحادي الطبقة ، وهي طبقة واحدة ، بسمك خلية واحدة. ثم توضع في طبق خاص يمنعها من الالتصاق بالسطح. تسبب هذا في نمو الخلية بطريقة ثلاثية الأبعاد ، وبالتالي تتجمع وتشكل مستعمرات كروية. ثم تمت إضافة مزيج من الجزيئات مما تسبب في تمايز الخلايا إلى خلايا دماغية غير ناضجة.

ثم تمايزت الخلايا إلى خلايا عصبية وخلايا نجمية ، وهما نوعان من الخلايا الموجودة في الدماغ. تلتف الخلايا النجمية حول الروابط بين الخلايا العصبية ، والمعروفة أيضًا باسم المشابك العصبية. أنها تزود الخلايا بدعم التمثيل الغذائي وكذلك تنظم نقل الإشارات.

وكانت النتيجة النهائية عبارة عن كرة من الخلايا التي ظهرت عند تقطيعها إلى شكل ترتيب ثلاثي الأبعاد يشبه القشرة المخية البشرية. أظهرت الاختبارات الوظيفية أن 80 في المائة من الخلايا العصبية في جسم كروي أطلقت إشارات عند التحفيز. علاوة على ذلك ، شارك 86 في المائة من الخلايا العصبية في نشاط الشبكة وأظهر نشاطًا عفويًا يشبه نشاط الدماغ.

لا يزال الدماغ الصغير في مرحلة البحث. ومع ذلك ، تظهر النتائج الحالية مستقبلًا واعدًا للعقاقير العلاجية. علاوة على ذلك ، من المتوقع أن تساعدنا الأدمغة المصغرة في العثور على المزيد من الإجابات المتعلقة بالتغيرات البيوكيميائية والتغيرات التطورية التي قد تساهم في بعض اضطرابات الدماغ مثل الصرع.

راجع أيضًا: زرع دماغ جديد يتيح للقرود المشي مرة أخرى بالشلل

بقلم تيري بيرمان


شاهد الفيديو: هجرة الأدمغة. ظاهرة تقلق الشركات في تونس