เกือบสมองของมนุษย์เล็ก ๆ ที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ

ส่วนใหญ่เหลืออยู่ในอุปกรณ์ของตัวเอง สเต็มเซลล์ของมนุษย์ถักตัวเองเป็นเนื้อเยื่อที่มีโครงสร้างสมองจำนวนมากและเซลล์ประสาทเฉพาะทางในรูปแบบที่ชวนให้นึกถึงสมองของทารกในครรภ์อายุเก้าสัปดาห์นักวิทยาศาสตร์รายงาน 28 สิงหาคมในธรรมชาติเนื้อเยื่อไม่เข้าใกล้ความซับซ้อนที่ทำให้เวียนหัวของสมองมนุษย์ ทว่าลูกบอลประสาทขนาดเล็กเหล่านี้ ซึ่งแต่ละลูกมีขนาดไม่ใหญ่ไปกว่าเม็ดบีบี เป็นตัวแทนของโครงสร้างสมองที่ซับซ้อนที่สุดที่เติบโตในห้องทดลองจนถึงปัจจุบัน นักวิจัยกล่าว งานวิจัยชิ้นใหม่นี้สามารถให้หน้าต่างที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนสำหรับระยะแรกของการพัฒนาสมองของมนุษย์ วิธีง่ายๆ ในการทดสอบยาในเนื้อเยื่อสมองของมนุษย์ และวิธีการศึกษาข้อบกพร่องของสมองของผู้ป่วยแต่ละราย

“พวกเขาได้ทำสิ่งที่น่าทึ่งมาก” Flora Vaccarino จาก Yale University กล่าว

หลังจากเติบโตในน้ำซุปที่มีสารอาหารได้ประมาณ 2 เดือน เซลล์ต่างๆ จะมีความเชี่ยวชาญเป็นพิเศษในเซลล์ประสาทซึ่งมีส่วนต่างๆ ที่เด่นชัดและเป็นที่รู้จักของสมองที่กำลังพัฒนา เช่น ฮิบโปแคมปัส เรตินา และคอรอยด์เพล็กซัส ซึ่งผลิตน้ำไขสันหลังในสมอง

ก้อนเนื้อเยื่อยังมีส่วนที่แยกจากกันของเปลือกสมอง ซึ่งเป็นแผ่นชั้นนอกของสมองมนุษย์ที่รับผิดชอบกระบวนการคิดขั้นสูง คุณสมบัติอื่น ๆ ของสมองมนุษย์ก็เป็นจริงเช่นกัน: เซลล์ประสาทจำนวนมากกำลังยิงข้อความไฟฟ้าอย่างแข็งขัน การทดลองเปิดเผย กลุ่มเซลล์ประสาทอายุน้อยบางกลุ่มดูเหมือนจะอพยพไปยังส่วนอื่นของออร์กานอยด์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช่วยเติมเซลล์ประสาทในสมอง เช่นเดียวกับสมอง เนื้อเยื่อมีประชากรจำนวนมากของเซลล์ต้นกำเนิดเฉพาะที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดเกลียลเรเดียล เซลล์เหล่านี้ทำให้จำนวนเซลล์ประสาทเพิ่มขึ้น

Madeline Lancaster และ Jürgen Knoblich จาก Austrian Academy of Science 

ในกรุงเวียนนา เรียกว่า “อวัยวะในสมอง” โดยนักวิจัยร่วมในการศึกษานี้ เนื้อเยื่อเล็กๆ ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการอาจมีนัยสำคัญต่อวิทยาศาสตร์สมอง นักวิจัยได้เรียนรู้เกี่ยวกับ microcephaly ซึ่งเป็นความผิดปกติของพัฒนาการที่มีสมองขนาดเล็ก

“มีศักยภาพมหาศาลที่นั่น” นักประสาทวิทยา Ed Lein จากสถาบัน Allen Institute for Brain Science ในซีแอตเทิลกล่าว

กระบวนการเติบโตแบบออร์แกนอยด์เริ่มต้นด้วยสเต็มเซลล์ของมนุษย์ ซึ่งนำมาโดยตรงจากตัวอ่อนหรือจากตัวอย่างผิวหนังของตัวเต็มวัยที่ได้รับการตั้งโปรแกรมใหม่ให้อยู่ในสภาพเหมือนตัวอ่อน เซลล์เหล่านี้สามารถเติบโตเป็นเนื้อเยื่อใดก็ได้ในร่างกายมนุษย์ เพื่อทำให้พวกเขากลายเป็นอวัยวะในสมอง นักวิจัยปล่อยให้เซลล์เติบโตเป็นเวลาสองสามวันในจาน จากนั้นจึงย้ายเซลล์เหล่านี้ไปเป็นน้ำซุปที่กระตุ้นการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ neuroectoderm ซึ่งเป็นชนิดที่สร้างสมองในท้ายที่สุด หลังจากนั้นนักวิจัยได้ฉีดเซลล์เหล่านี้ลงในเจลหยดหนึ่งซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสำหรับเซลล์ที่จะเติบโต ในขั้นสุดท้าย หยดเจลจะถูกส่งไปยังขวดปั่นที่มีสารอาหาร

ขั้นตอนสุดท้ายนี้มีความสำคัญ นักวิจัยพบว่า การเคลื่อนที่แบบหมุนจะกระจายออกซิเจนและสารอาหารไปยังเซลล์ทั้งหมดในออร์กานอยด์ หากไม่มีมัน เซลล์โดยเฉพาะเซลล์ที่อยู่ตรงกลางก็จะอดตายและตาย

ผ่านไปประมาณสองเดือน ออร์กานอยด์ได้เคลื่อนผ่านขอบเขตของหยดเจลของพวกมันไปจนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4 มิลลิเมตร

จนถึงตอนนี้ นักวิจัยได้เติบโตขึ้นหลายร้อยออร์แกนอยด์ในสมองเหล่านี้ และที่เก่าแก่ที่สุดคือประมาณหนึ่งปี ในเซลล์ที่เก่าแก่ที่สุดเซลล์ยังมีชีวิตอยู่ แต่หยุดการแบ่งตัวแล้วแลงคาสเตอร์กล่าว ออร์กานอยด์ถึงขนาดสูงสุดหลังจากผ่านไปประมาณสองเดือน ขนาดใหญ่กว่านี้และเซลล์ภายในจะไม่ได้รับสารอาหารและออกซิเจนเพียงพอ เธอกล่าว

ลักษณะที่โดดเด่นที่สุดอย่างหนึ่งของงานนี้คือออร์กานอยด์สร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนคล้ายสมองเหล่านี้โดยแทบไม่มีนักวิจัยจาก Lein กล่าว “สิ่งที่ใหญ่ที่สุดสำหรับฉันคือการตระหนักว่าข้อมูลส่วนใหญ่สำหรับการสร้างสมองนั้นมีอยู่จริง” เขากล่าว “เซลล์เหล่านี้มีข้อมูลเพียงพอที่จะสร้างสมอง”

นั่นหมายความว่าเซลล์จากผู้คนต่าง ๆ สามารถใช้เพื่อพัฒนาสมองประเภทต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย ในการศึกษาของพวกเขา Lancaster, Knoblich และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาออร์กานอยด์ส่วนบุคคลโดยใช้เซลล์จากผิวหนังของผู้ป่วยที่มี microcephaly แลงคาสเตอร์บอกว่าเธอเห็นทันทีว่าออร์กานอยด์มีขนาดเล็กกว่าปกติ

Microcephaly เป็นเรื่องยากที่จะศึกษา แต่ด้วย microcephaly organoid นักวิจัยได้ค้นพบว่าทำไมสมองถึงมีขนาดเล็กลง นักวิจัยพบว่าเซลล์เกลียลในแนวรัศมีที่ผลิตเซลล์ประสาทหยุดงานเร็วเกินไปและหายไป การยุติในระยะแรกนี้อาจส่งผลให้มีเซลล์ประสาทน้อยเกินไป ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่อาจเกิดขึ้นในสมองส่วนไมโครด้วย สารออร์แกนอยด์เหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความผิดปกติที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งมีรากฐานมาจากการพัฒนาสมอง เช่น โรคจิตเภทและออทิซึม Knoblich กล่าว

credit : proextendernextday.com blessingsinbaskets.com stephysweetbakes.com fivehens.com inthecompanyofangels2.com titanschronicle.com hostalsweetdaybreak.com lojamundometalbr.com debatecombat.com suciudadanonima.com