Vědci se snaží vytvořit mozek lidí a zvířat co nejblíže současnosti. To je důležité pro experimenty, transplantace orgánů a studium nemocí. Je možné, že v blízké budoucnosti bude možné pěstovat vzorky s vědomím ve zkumavkách.
Prasata bez hlavy
V dubnu 2018 časopis Nature publikoval otevřený dopis od 17 předních neurofyziologů na světě, ve kterém požadoval vývoj pravidel a omezení pro experimenty s uměle pěstovanou nervovou tkání, protože velmi brzy bude možné obnovit nejen struktury, ale také funkce mozku. Jinými slovy je velmi pravděpodobné, že některé laboratorní vzorky budou vykazovat známky vědomí, a na to musíte být připraveni. Ve skutečnosti šlo o reakci na zprávu vědců z Yale University, že udržovali mozek prasete oddělený od těla po dobu 36 hodin. Speciálně navržený vyhřívaný čerpací systém BrainEx a syntetická krevní náhrada byly použity k obnovení krevního oběhu v mozcích více než stovky zvířat čtyři hodiny poté, co byla sťata. V mozcích oživených tímto způsobem byly nalezeny miliardy živých, účinných nervových buněk. Neexistovala však žádná elektrická aktivita - ukázala to elektroencefalogram. Vědci proto dospěli k závěru, že mozek je živý, ale je v kómatu, což znamená, že zde není vědomí. Podle autorů práce mohou revitalizované mozky prasat dále sloužit jako materiál pro testování nových léků na rakovinu nebo Alzheimerovu chorobu. Kromě toho lze tento objev technicky považovat za způsob, jak udržet orgán naživu pro další transplantaci nebo nechat mozek růst v laboratorní práci. Podle autorů práce mohou revitalizované mozky prasat dále sloužit jako materiál pro testování nových léků na rakovinu nebo Alzheimerovu chorobu. Kromě toho lze tento objev technicky považovat za způsob, jak udržet orgán naživu pro další transplantaci nebo nechat mozek růst v laboratorní práci. Podle autorů práce mohou revitalizované mozky prasat dále sloužit jako materiál pro testování nových léků na rakovinu nebo Alzheimerovu chorobu. Kromě toho lze tento objev technicky považovat za způsob, jak udržet orgán naživu pro další transplantaci nebo nechat mozek růst v laboratorní práci.
Mozky ve zkumavce
Tento problém byl úzce vyřešen od poloviny dvacátých let, kdy japonští biologové neustále pěstovali mozkovou kůru, hypofýzu a optický kelímek - vznik zdi diencefalonu v embryu savců. Kmenové buňky byly použity všude jako stavební materiály. V roce 2012 získali američtí vědci v laboratorních podmínkách předek s kůrou, jehož vývojová fáze odpovídala mozku lidského embrya na konci prvního trimestru těhotenství. Odborníci na Stanfordské univerzitě šli dále ao tři roky později vytvořili malé hrudky, které napodobují mozek novorozence ihned po narození. Současně vědci z Ohio University vyrostli z kmenových buněk plnohodnotný lidský mozek, což odpovídá úrovni pěti týdnů starého embrya. Podle autorů experimentutéměř úplně reprodukovaly všechny hlavní oblasti mozku, ale cévní systém chyběl. Proto se nemohl dále rozvíjet a fungovat.
Malý, ale vzdálený
Mozky zkumavek jsou stále velmi malé. Například rozměry stanfordských vzorků jsou pouze tři až čtyři milimetry. Varhany vyrobené z Ohia nejsou větší než guma na špičce tužky.
Propagační video:
Hlavním důvodem drobnosti je nedostatek kyslíku a živin, které cévní systém dodává do vnitřních orgánů. Umělé mozky takový systém nemají a jediný možný způsob proniknutí molekul nezbytných látek je tkání.
Navíc nutriční roztok, ve kterém se pěstují mozky, není schopen plně reprodukovat specifické mikroprostředí, ve kterém lidský mozek roste a vyvíjí se. To zase omezuje přístup signalizačních molekul, které přenášejí signály nebo podněty, z buňky do buňky. V živém organismu vedou poruchy přenosu signálu k rozvoji rakoviny, autoimunitních chorob a cukrovky, u umělých - k omezení velikosti.
Neandrtálský mozek
Jedním z možných řešení je vytvoření chimérických zvířat, tj. Transplantace pěstovaných částí lidského mozku do nějakého druhu laboratorního zvířete. První experimenty byly provedeny na myších. V roce 2015 odborníci ze Salk Institute for Biological Research (USA) oznámili, že transplantovali organely pěstované ve zkumavce do mozku hlodavců a dokázali je připojit k oběhovému systému zvířat. Po třech měsících mělo 80 procent myší roubovanou umělou nervovou tkáň. Je pravda, že jak autoři pracovní poznámky, ovládaní hlodavci se nestali chytřejší: jejich chování se nelišilo od obvyklých. Vědci věří, že takový výzkum revolucionalizuje regenerativní medicínu a umožní implantaci pěstovaných buněk do lidí. Pokud budou experimenty úspěšné, bude možné transplantovat jakékoli organely vytvořené ve zkumavce - včetně neandertálských. Není to tak dávno, že američtí biologové získali v laboratoři mozek neandrtálců. Za tímto účelem byla do DNA kmenových buněk zavedena mutační charakteristika genomu starých lidí. Jedna mutace radikálně změnila strukturu nervových spojení a dokonce i tvar organel.
Neurony v neandertálské nervové tkáni migrovali rychleji a vytvořili méně synapsí ve srovnání s lidským mozkem. Podle autorů studie je to podobné tomu, co se děje v organelách vyrobených z autistických buněk. Ale umělá nervová tkáň sama o sobě říká málo o tom, jak bude mozek dospělého fungovat - a to je to, o co se vědci obzvláště zajímají.
Abychom pochopili všechny procesy probíhající v mozku neandertálců, musíte v něm opravit elektrickou aktivitu, která ukazuje na vědomí. A zde vědci vstoupí do šedé zóny, na kterou autoři dubnového dopisu varovali. Budou mít nádherný experimentální model, který pomůže odpovědět na mnoho otázek, ale tento model bude cítit všechno a pravděpodobně pochopí.
Alfiya Enikeeva