Створено перший у світі мегамозок: три міні-мозки з'єднали в чашці й створили щось особливе (відео)

Людський мозок — надзвичайно складна система обробки інформації, але його дослідження пов’язане з серйозними етичними обмеженнями. Наука подолала моральний бар’єр, що існував у 20 столітті, але сьогодні все ще діють суворі правила, що регулюють будь-які маніпуляції з людським мозком, пише Science Alert.

На щастя, наука розвинулася настільки, що вчені вже можуть вирощувати невеликі фрагменти мозкової тканини в лабораторних умовах. Втім, ці крихітні тривимірні скупчення людської нервової тканини, які називаються мозковими органоїдами, не є повноцінним мозком у мініатюрі.

І все ж цього достатньо, щоб досить точно відтворити клітинну архітектуру та електричну активність мозку — це дає змогу вченим вивчати процеси, які неможливо досліджувати на живій людині.

У новому дослідженні команда вчених під керівництвом Йошіхо Ікеучі з Токійського університету виростила кілька таких органоїдів, а потім об’єднала їх у мережу й спостерігала, як вони "навчалися" розрізняти, від якого саме "сусіда" надходять сигнали. За словами вчених, результати демонструють, що багаторазова подача вхідних сигналів на організовану модульну мережу здатна перебудовувати органоїди, вирощені в ідентичних умовах, у функціонально диференційовані модулі. Таким чином формується функціональна неоднорідність, необхідна для стійкого поліпшення роботи системи in vitro.

Варто зазначити, що в результаті цього експерименту органоїди зовсім не перетворюються на розумні мережі. Однак результати експерименту свідчать: для того, щоб нервова тканина навчилася розрізняти різні сигнали, може знадобитися певна конфігурація модульної архітектури.

Відомо, що людський мозок — це не просто однорідне сплетіння нейронних зв’язків. Він складається з окремих ділянок, кожна з яких має власну локальну мережу та взаємодіє з іншими ділянками за допомогою більш розгалужених зв’язків. Така модульна організація дозволяє різним відділам мозку виконувати різні функції, залишаючись при цьому частиною єдиної мережі.

Однак мінімальні умови, необхідні для формування функціональних нейронних мереж, досі залишаються малодослідженими. Тепер новий лабораторний експеримент проливає світло на цю загадку — вченим вдалося з’ясувати те, що раніше було недоступним для науки.

Під час лабораторного експерименту вчені виростили клітини мозку, потім об’єднали їх і піддали електричній стимуляції у двох різних точках, одночасно реєструючи нейронну активність, що виникала в інших ділянках чіпа.

Мета експерименту полягала в тому, щоб з’ясувати, чи зможе багаторазова стимуляція з часом "навчити" нервову тканину реагувати по-різному залежно від того, звідки надходить сигнал. Результати, опубліковані в журналі Communications Biology, показали, що це можливо.

Інші новини науки

• "Скарбниця душі" та рука, яку тричі ампутували: як зароджувалася трансплантологія
• Солоні огірки світяться, наче лапки, під дією струму: вчені ламають голову над цією загадкою десятиліття