Gehirngewebe, das in einem Labor gezüchtet wurde, wurde zum ersten Mal verwendet zeigte spontan elektrische Aktivität. Das Gehirn wurde in einem Labor an der Universität von Kalifornien in San Diego entwickelt und zeigte Anzeichen von Gehirnaktivität, die normalerweise bei Frühgeborenen auftreten.
Der Bericht über das Ergebnis ist noch nicht von Experten begutachtet worden. Wenn er jedoch grünes Licht für die Veröffentlichung erhält, könnte dies die Art und Weise verändern, wie wir die frühe Entwicklung von Hirnstörungen verstehen. Im Labor gewachsene Gehirne werden als Organoide bezeichnet.
Einfache Organe, die zum Testen und Beobachten gezüchtet wurden
Sie sind Miniatur 3D-vereinfachte Versionen von Organen, die zum Testen von Arzneimitteln und anderen Forschungsarbeiten wie der Zellentwicklung unter bestimmten Bedingungen verwendet werden. Der Neurowissenschaftler Alysson Muotri befasst sich seit Jahren mit dem Wachstum von Organoiden in seinem Labor, aber dies ist das erste Mal, dass ein solches Ergebnis erzielt wurde.
Das Experiment umfasste das Züchten der Organoide aus menschlichen pluripotenten Stammzellen oder Stammzellen, die zu jeder anderen Art von Zelle werden können. Diese "leeren" Zellen wurden verwendet, um sich zu Zellen aus der Großhirnrinde zu entwickeln, dem Teil des Gehirns, der sich mit dem Gedächtnis befasst, Wahrnehmung, Erkenntnis, Denken und sensorische Verarbeitung.
Gehirne zeigten enge Ähnlichkeiten mit Frühgeborenen
Muotri und sein Team haben über einen Zeitraum von 10 Monaten Hunderte dieser winzigen Gehirne gezüchtet. Es wurden kontinuierliche Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass die richtigen Gene für die Gehirnentwicklung exprimiert wurden.
Jedes Gehirn wurde auch ständig mit Elektroenzephalographie EEG auf die Organe überwacht. Das Team berichtete, dass die winzigen Gehirne nach 6 Monaten Wachstum mehr als in früheren Studien eine energetische Gehirnaktivität zeigten.
Menschliche Aktivität deutlich erkennbar
Die Energie war jedoch nicht wie die eines normalen menschlichen Erwachsenen mit vorhersehbarer und organisierter Aktivität. Die Wellen ähnelten tatsächlich eher der Gehirnaktivität bei Frühgeborenen.
"Während die Netzwerkaktivität von Organoiden nicht die volle zeitliche Komplexität aufweist, die bei Erwachsenen beobachtet wird, ähnelt das Muster abwechselnder Ruheperioden und netzsynchronisierter Ereignisse den elektrophysiologischen Signaturen, die im Frühgeborenen-EEG des Menschen vorhanden sind", so die Forscher. schrieb in ihrer Zeitung.
Weitere Forschung wird das Verständnis von Hirnstörungen erweitern
Die Gehirnmuster waren nicht genau die gleichen wie bei Frühgeborenen, aber ein auf Frühgeborenen-EEG-Signaturen trainiertes Modell des maschinellen Lernens konnte viele Merkmale identifizieren, die mit einer normalen Entwicklungszeitlinie gemeinsam waren. Nach der 28-Wochen-Marke schienen sich die Organoide zu entwickelnauf eine Art und Weise, die einem gleichaltrigen Frühgeborenen sehr ähnlich ist.
"Obwohl wir keine funktionelle Äquivalenz zwischen den Organoiden und einem vollständigen Kortex des Neugeborenen beanspruchen", so die Forscher schrieb , "Die aktuellen Ergebnisse stellen den ersten Schritt in Richtung eines In-vitro-Modells dar, das einen Teil der komplexen räumlich-zeitlichen Schwingungsdynamik des menschlichen Gehirns erfasst." Die Forscher werden weiterhin versuchen, die Gehirnzellen weiterzuentwickeln, um festzustellen, ob sie weiterhin bestehenreifen.
Die Forschung wurde auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience Anfang November vorgestellt und auf der Preprint-Ressource bioRxiv veröffentlicht.
Via : Natur