Studium vývoje lidského mozku pomocí organoidů
Nové výzkumy naznačují, že lidský mozek má předem naprogramované strukturované vzorce činnosti ještě před tím, než začneme vnímat okolní svět. Laboratoř Tal Sharf, asistenta profesora biomolekulárního inženýrství na UC Santa Cruz, využívá organoidy k objevování zásadních aspektů vývoje lidského mozku.
Klíčové zjištění
- Výzkumy ukazují, že mozek vykazuje předem strukturovanou činnost ještě před zahájením smyslového vnímání.
- Vědci z UC Santa Cruz použili mozkové organoidy ke studiu nejranější elektrické aktivity mozku.
- Pochopení raných vzorců mozku by mohlo mít důležité důsledky pro diagnostiku a léčbu vývojových poruch mozku.
Úvod do problematiky
Lidé se po dlouhá léta ptají, kdy a jak začínáme tvořit myšlenky. Máme vrozený mozek, nebo naše myšlenkové vzorce začínají vznikat pouze jako reakce na naše smyslové zážitky? Nyní se věda blíží k odpovědi na otázky, které filozofové zkoumali po staletí.
Studium raných stádií vývoje
Tradičně se mozek vyvíjí a je chráněn v lůně, což komplikuje vědecké zkoumání jeho raných stádií. Organoidy, což jsou 3D modely tkání pěstované z lidských kmenových buněk v laboratořích, poskytují jedinečný pohled na vývoj mozku. Tým Braingeneers na UC Santa Cruz, ve spolupráci s dalšími výzkumnými institucemi, vyvíjí způsoby, jak tyto modely pěstovat a získávat z nich měření, aby se lépe porozumělo vývoji mozku a poruchám.
Vědecké metody a zjištění
Ve studii byly kmenové buňky navedeny k formování mozkového tkáně, zatímco jejich elektrickou aktivitu měřili pomocí specializovaných mikrochipů. V průběhu několika prvních měsíců vývoje vykazovaly buňky spontánní elektrické signály typické pro vzorce, které jsou základem překladu smyslových podnětů. Vědci zjistili, že i bez jakýchkoli smyslových vstupů dochází k aktivaci charakteristických časových vzorců.
Vliv na poruchy a terapeutické možnosti
Tento výzkum může významně přispět k pochopení neurovývojových poruch a určit dopad toxinů, jako jsou pesticidy a mikroplasty na vyvíjející se mozek. Získaná zjištění o základních strukturách umožňují pokračovat v vývoji terapeutických postupů, které by mohly být efektivní v léčbě těchto poruch.
Závěr
Tento výzkum naznačuje, že organoidy by mohly být používány nejen pro studium zdravého vývoje mozku, ale také pro zkoumání patologických jevů a potenciálního vytváření nových terapeutických přístupů. Tím, že umožňují sledovat, jak se mozek samostatně vyvíjí a jak reaguje na různé externí podněty, otvírají nové možnosti pro neurovědní výzkum a klinickou praxi.
