Произведоха човешки мозъчни вълни в мини мозъци отглеждани в чиния

Учени успешно отгледаха мини мозъци, които за първи път произвеждат мозъчни вълни, наподобяващи тези, наблюдавани при ембриони и преждевременно родени деца. Изследователи от Калифорнийския унивреситет в Сан Диего (UCSD) създадоха „мозъците“ с размер на грахово зърно, като отглеждаха стволови клетки в чата и тестваха тяхната активност и генна експресия в интервал от 10 месеца. Надяват се, че мини мозъците ще им позволят да изучат ранното развитие на човешкия мозък.

Изследването, публикувано в научния журнал Cell Stem Cell в четвъртък, е от същата изследователска група, които по-рано казаха, че са успели да отгледат мозък на неандерталец (Homo neanderthalensis) в лаборатория. Този път са се придържали към мозъка на Homo Sapiens, принуждавайки човешки стволови клетки да се превръщат в мозъчни клетки, като ги поставят в чашата на Петри – лабораторен инструмент, който симулира средата на ранното развитие на мозъка. 3D мини мозъците, известни още и като „органоиди“ след това порастват и създават клетъчни мрежи от свързани клетки – важен компонент на истинските мозъци, който позволява на електрическите сигнали да преминават наоколо.

„Ние сме една крачка по-близо до създаването на модел, който може да генерира ранните етапи на усъвършенстваната невронна мрежа“, каза в прессъобщение Алисън Муотри, молекулярен биолог в университета в Сан Диего и автор на новото проучване.

Екипът на Муотри работи по мозъчните органоиди от няколко години, като бавно се цели в изграждането на мозък, който ще бъде модел за бъдещо изследване. В момента техният модел е около един милион пъти по-малък от мозъка на възрастен човек.

„Можете да използвате мозъчните органоиди за няколко неща, включително и да разбрете нормалното невроразвитие на човешка, развитието на болестите, мозъчната еволюция, скрининга на лекарствата и дори информация за изкуствения интелект“ каза Муотри.

Метод на изследването

За да преценят електрическата активност на мозъците, отглеждани в лаборатория, екипът залепя електроди в чинията, в която се развива мини мозъка. Те откриват доказателства за мозъчна дейност, когато мини мозъците са на два месеца, и постоянна мозъчна активност, когато вече са на шест месеца.

Алгоритъм за машинно обучение, обучен върху набор от данни за 567 записа на електрически сигнали, генерирани от 39 преждевременно родени бебета на възраст между 6 и 10 месеца, работеше с мини мозъците. Той успешно прогнозира на колко седмици са органоидите в чашата на Петри, демонстрирайки, че те могат да имитират нормалното, ранно развитие на човешкия мозък.

Разбира се, това не предполага, че мозъците в епруветка и детските мозъци са функционално идентични, но осигурява стъпка за научните работници да тестват мозъци, които са значително по-напреднали от предишните модели и такива, които достатъчно точно възпроизвеждат човешката мозъчна дейност, по-добре, отколкото животинските мозъци могат да го направят.

Етичните въпроси

Разбира се, има етични въпроси около мозъчните разработки. Един от най-провокативните философски сценарии е експериментът „мозък във вана“, който очертава състояние, при което лабораторно отгледан мозък, прикачен към суперкомпютър, може да получава електрически сигнали и да мисли, че е реален биологичен индивид, въпреки че съществува само като мозък във вана… Звучи като сценарий от Матрицата.

Изследването не отрича потенциални етични последици от създаването на мини мозъци и самият Муотри казва, че от нас зависи да решим къде е границата. За сега не трябва да има опасения, че тези мозъци в чиния, постигат някаква автономност. Муотри е убеден, че няма доказателства, че имат някаква форма на съзнание и мозъчните вълни, които екипът вижда, може да нямат нищо общо с дейността в реалните човешки мозъци.