Общество 15:10 19/10/2022 В мире

Выращенный в пробирке мини-мозг может обрести сознание? Насколько оправданы тревоги ученых

Нейробиологи отчитались о новых успехах в применении мозговых органоидов. Эта технология открывает грандиозные перспективы в лечении заболеваний центральной нервной системы — от рака до болезни Альцгеймера. В то же время ученые опасаются, что выращенный в пробирке мини-мозг может обрести сознание, а вживленные человеческие нейроны позволят животному стать разумным.

Насколько оправданны эти тревоги — в материале РИА Новости, который публикуем ниже: 

«Мозг, выращенный из кожи

Различные заболевания головного мозга — одни из наиболее частых в мире. Только психические расстройства ежегодно обходятся мировой экономике в 2,5 триллиона долларов. Бороться с такими патологиями сложно: у медиков и ученых нет доступа к мозговой ткани живого человека. Неинвазивных методов исследования — например магнитно-резонансной томографии (МРТ) или электроэнцефалографии (ЭЭГ) — недостаточно. Однако теперь есть возможность исследований на искусственных мини-мозгах.

На ранней эмбриональной стадии развития у человека есть так называемые всемогущие клетки, из которых затем формируются абсолютно все органы. Лауреат Нобелевской премии Синъя Яманака придумал, как перепрограммировать клетки взрослого человека (обычно берут из кожи), "откатив" их до состояния эмбриональных. Из этих индуцированных стволовых клеток (иСК) в пробирке выращивают то, что нужно, — например, нервную ткань. В зависимости от задачи можно получить определенную область мозга или имитировать ту или иную патологию.

"МРТ и ЭЭГ в свое время произвели революцию в нейронауке, но у них множество ограничений. У электроэнцефалографии хорошее временное разрешение, однако ужасное пространственное. Магнитно-резонансная томография — наоборот. Скажем, отследить, как мысль идет по мозгу, не получится", — говорит РИА Новости профессор Центра нейробиологии и нейрореабилитации Сколтеха Филипп Хайтович.

По его словам, благодаря органоидам можно узнать, как передается сигнал между нейронами, через какие белки. Это послужит основой для понимания работы мозга.
 

Крысиный мозг очеловечили

Органоиды — это не мозг. Они не подключены к кровеносным сосудам и органам чувств, что исключает их развитие и рост — а значит, и превращение в настоящий орган. Это ограничивает экспериментаторов. Но такие структуры можно вживлять в мозг животного.
Человеческие мозговые органоиды успешно подсаживали лабораторным мышам. Однако их жизнь слишком коротка — "вставки" не успевают достаточно развиться. Кроме того, эксперименты обычно проводили на взрослых животных, что, вероятно, ограничивало интеграцию.

Недавно ученые из Стэнфордского университета в Калифорнии вживили человеческие нейроны более крупным грызунам — новорожденным крысам.

Клетки человека внедрили в соматосенсорную кору, которая получает сигналы от органов чувств (например, усов) и передает их в другие области мозга, где сигналы интерпретируются.
Взаимодействие вживленного органоида с нервной системой крысы проверяли разными способами. Нейроны в добавленном фрагменте коры сконструировали так, чтобы они реагировали на синий свет. Такой свет проходил через встроенное в мозг крысы оптоволокно, и грызуны облизывались.

В другом эксперименте органоид заражали вирусом бешенства и смотрели, как он передается на здоровые части. Наконец, ученые трогали крыс за усы, следя за реакцией мозга через МРТ: оказалось, что органоид проявляет активность в ответ на прикосновение к вибриссам, а значит, способен улавливать сенсорную информацию.

Все это доказывает, что человеческий органоид интегрировался в мозг животного как анатомически, так и функционально. Ведущий автор исследования Серджиу Паска сравнил результат с добавлением "еще одного транзистора в схему". На полное сращивание ушло шесть месяцев.

Кроме того, выяснилось, что нейроны человека, созданные из стволовых клеток и трансплантированные в мозг крысы, выросли намного больше, чем те, которые культивировались в чашке Петри.

Паска и его коллеги также создали органоиды мозга из стволовых клеток людей с генетическим заболеванием — синдромом Тимоти (симптомы похожи на аутические). В лабораторных условиях эти структуры ничем не отличались. Но после пересадки в мозг крысы не показали такого роста, как здоровые, и взаимодействие нейронов было хуже.

"В настоящих тканях клетки все время общаются, посылают друг другу химические или электрические сигналы. Особенно это важно для мозга. В мозгу животного органоид находится в условиях, приближенным к той, в которых должен существовать в нативном состоянии. Это лучше, чем если бы он просто плавал в питательной среде", — объясняет Хайтович.

Крысиный мозг все равно не заменит человеческий, уточняет он. И тем не менее модельные системы — очень мощный научный инструмент.

"Представьте окошко, которое позволяет нам заглянуть в темную комнату. Освещение внутри плохое, и можно рассмотреть далеко не все, но раньше-то мы вообще ничего не видели. Органоиды открывают нам такое окошечко. И чем сильнее мы приближаем модель к естественной среде, тем лучше понимаем, что же происходит в человеческом мозгу", — говорит эксперт.

Мини-мозг: спортсмен и пьяница

Инновацию другого рода предложила группа ученых под руководством Бретта Кагана из биотехнологического стартапа Cortical Labs., разрабатывающего биологические компьютерные чипы. Они создали Dishbrain — нейронную систему из человеческих мозговых органоидов и клеток эмбрионального мозга мышей, выращенную поверх массива электродов, которые могли как стимулировать нейроны, так и считывать их активность.

Воздействуя на этот мини-мозг, исследователи научили его самостоятельно играть в понг — примитивный компьютерный аналог пинг-понга. Правда, без партнера — со "стеной".

Электроды слева или справа от одного массива активировали, чтобы сообщить Dishbrain, с какой стороны находится мяч, а расстояние до него определялось частотой сигналов.

Главной проблемой было побудить клетки к определенному поведению. Человека мотивируют гормоны — например дофамин, дающий чувство удовлетворения. Но у Dishbrain нет подобной системы вознаграждения. Поэтому ученые использовали фундаментальную тягу простых систем к максимальной предсказуемости окружающей среды. Если мяч был отбит, мини-мозг получал ожидаемый сигнал, в случае неудачи — хаотичный. В результате нейронная система самоорганизовалась так, чтобы отбивать шарик.

Авторы работы считают, что ни много ни мало "открыли новую область науки". Теперь собираются подвергнуть нейронную систему воздействию алкоголя и посмотреть, что получится.

"Мозг нужен, чтобы адекватно реагировать на внешние факторы в меняющейся окружающей среде. В понге нужно двинуть палочку вверх или вниз — простейшая одномерная задача. По сути, это маленькая модель того, что делает мозг в гораздо более сложной форме", — объясняет Хайтович.

Смоделировать мозг человека крайне сложно — в нем миллиарды нейронов. Ученые пытаются составить схему работы нервной системы червей нематод — и даже с ней пока не все ясно, добавляет нейробиолог. Успех команды Кагана в том, что им удалось создать релевантную модель.
"Они предсказали, как поведут себя нейроны, чтобы получился определенный результат, и воплотили на практике. Эти ребята не абстрактными вещами занимаются, а понемногу разбираются, как нейроны взаимодействуют", — подчеркивает эксперт.

"Самокат с колесами от Porsche"

Опыты с мозговыми органоидами вызывают у некоторых тревогу. Этические проблемы очевидны. В дальнейшем возможны и правовые. Сейчас выращенная из стволовых клеток структура имитирует только самые ранние стадии развития — первые несколько недель внутриутробной жизни. Но мини-мозг в пробирке способен обрести сознание. А попав в животное, наделит его человеческими качествами.

Национальные академии наук, инженерии и медицины США создали специальную группу для изучения этого вопроса. Отчет указывает на крайнюю маловероятность того, что в обозримом будущем органоиды смогут мыслить, испытывать эмоции или чувствовать боль. Пока они ничем не отличаются от других человеческих нервных тканей или культур из пробирки.

"Однако ученые разрабатывают значительно более сложные органоиды, и ситуацию следует регулярно пересматривать", — отмечается в документе.

Что касается внедрения органоидов в организм животных, то, по словам Хайтовича, отдельные "вставки" не сделают из лабораторной крысы человека.

"Есть мышиные модели, где один тип клеток — астроциты — полностью замещен человеческими. Но все равно это мышиный мозг. Если вы поставите колеса от Porsche на самокат, он не станет спорткаром. Здесь практически то же самое", — объясняет Хайтович.

Еще один этический аспект — возможные страдания подопытных животных от таких манипуляций. Но эксперимент Паски и коллег показал, что внедрение органоидов не доставило крысам дискомфорта: "очеловеченные" грызуны вели себя как обычно».



Источник Panorama.am
Share |
Տեքստում սխալ կամ վրիպակ նկատելու դեպքում, ուղարկեք խմբագրին հաղորդագրություն` նշելով տվյալ սխալը, այնուհետև սեղմելով Ctrl-Enter:

Новостная лента

17:40
TikTok запретит подросткам использовать бьюти-фильтры
Cоциальная сеть TikTok в ближайшее время запретит не достигшим 18 лет пользователям использовать «бьюти-фильтры» из-за опасений в...
Источник Panorama.am
17:36
Президент Анджей Дуда с польским персоналом EUMA принял участие в патрулировании на границе Армении с Азербайджаном
Находящийся с официальным визитом в Армении президент Польши Анджей Дуда на наблюдательном пункте миссии Евросоюза в Армении встретился с...
Источник Panorama.am
17:14
Погода в Армении: осадки продолжатся, станет холоднее еще на 5-8 градусов
В высоко расположенных районах Еревана ночью выпал первый снег. Но к утру все растаяло, в столице Армении плюсовая температура. А в...
Источник Panorama.am
17:00
«Все гештальты на 2024 год закрыты»: тату Алсу и шутка жены Гарика Мартиросяна
Певица Алсу в августе развелась с Яном Абрамовым, в браке с которым прожила 18 лет. После этого она начала вести активную светскую жизнь –...
Источник Panorama.am
16:46
В Армении спасатели вызволили из снежного плена 63 автомобиля
С 15:24 вторника, 26 ноября, в центры кризисного управления областных спасательных управлений Спасательной службы МВД Армении стали поступать...
Источник Panorama.am
16:32
Арарат Мирзоян отправится в Финляндию с рабочим визитом
28-29 ноября министр иностранных дел Республики Армения Арарат Мирзоян будет находиться в Финляндии с рабочим визитом. Подробности приводит...
Источник Panorama.am
16:25
МИД Армении приветствует соглашение о прекращении огня между Ливаном и Израилем
Армения приветствует недавно достигнутое соглашение о прекращении огня между Ливаном и Израилем и выражает надежду, что это перемирие станет...
Источник Panorama.am
16:05
Артур Хачатрян: Членство в ОДКБ – не курица, чтобы бросать е в морозилку, замораживать, потом доставать
«Членство в ОДКБ – не курица, чтобы бросать е в морозилку, замораживать, потом доставать», – сказал на брифинге 27...
Источник Panorama.am
15:40
Политтехнолог: Служба внешней разведки России показывает Армении вторую «желтую карточку»
«Заявление пресс-бюро Службы внешней разведки (СВР) России – это не заявление директора СВР Сергея Нарышкина, не заказанное на...
Источник Panorama.am
15:17
Гегам Назарян: Состоится обсуждение – я выскажу свое мнение
«Не комментирую. На эту тему ничего не говорю», – сказал депутат Национального Собрания от фракции «Армения» Гегам...
Источник Panorama.am
15:08
Армении сказали обратиться с такой просьбой: политтехнолог – о заявлении Ушакова
Политтехнолог Армен Бадалян не верит, что председательствующая в ЕАЭС Армения по собственной инициативе и воле обратилась к РФ по вопросу...
Источник Panorama.am
14:41
Будет обсуждаться вопрос дальнейшей деятельности Гегама Назаряна во фракции «Армения» – Хамоян
«Последнее заявление Гегама Назаряна о том, что в повестке нет вопроса отстранения Никола Пашиняна, является его личным мнением и,...
Источник Panorama.am
14:19
Самый дорогой новогодний салат в России – оливье
Объемы потребления оливье в России только растут. Правда, вместе со стоимостью. По данным Росстата, из популярных новогодних салатов он самый...
Источник Panorama.am
14:14
Депутат: Можно выделить 2 стороны, которые не хотели бы проведения саммита ЕАЭС в Армении
«Можно выделить, как минимум, две стороны, которые не заинтересованы или не хотели бы, чтобы это мероприятие было проведено в...
Источник Panorama.am
13:40
Фракция «Гражданский договор» выдвинула на должность члена Высшего судебного совета кандидатуру Александра Сируняна
На сайте Национального Собрания Армении опубликовано заявление председателя НС о выдвижении кандидата на должность члена Высшего судебного...
Источник Panorama.am
13:34
Армену Чарчяну сократили испытательный срок до 1 года
Апелляционный уголовный суд Армении (судьи Лусине Алавердян, Григор Ованнисян и Карен Ованнисян) отклонил жалобу прокурора по делу директора...
Источник Panorama.am
13:17
«Голос Армении»: Парламентские выборы в Грузии вывели Армению на передовую
Газета «Голос Армении» пишет: «Зангезурский коридор вновь в эпицентре внимания. События вокруг Армении развиваются...
Источник Panorama.am
13:02
ВТБ (Армения) снижает ставки по кредитам для малого бизнеса
ВТБ (Армения) снизил до 3% годовых на первые 90 дней ставки по кредитам для малого бизнеса. Условия доступны по программам «Новый...
Источник Panorama.am
12:47
В 3 областях Армении за день выпала месячная норма осадков
В отдельных районах Арагацотнской, Лорийской и Араратской областей Армении за день выпала месячная норма осадков. Как сообщает ГНКО...
Источник Panorama.am
12:21
Участок дороги от Цилкара до Джрашена открылся для проезда легковых автомобилей
По положению на 11։50 среды, 27 ноября, участок дороги от Цилкара до Джрашена (серпантины Спитака) в Армении односторонне открыт для проезда...
Источник Panorama.am
12:07
Президентом Грузии может стать бывший футболист
Кандидатом в президенты от правящей партии «Грузинская мечта» стал Михаил Кавелашвили, заявил почетный председатель партии Бидзина...
Источник Panorama.am
11:54
Никол Пашинян не примет участия в саммите ОДКБ в Астане
Никол Пашинян не примет участия в саммите ОДКБ, который пройдет в Астане 28 ноября. Об этом заявила пресс-секретарь премьер-министра Армении...
Источник Panorama.am
11:40
СВР РФ: В Госдепе США сомневаются в необратимости курса Армении на сближение с Западом
Госдепартамент США сомневается, что курс Армении на сближение с Западом неотвратим, так как со временем в Ереване осознают грозящий ущерб от...
Источник Panorama.am
17:32
КС постановил: Принятые кредитным соглашением на 102 млн евро обязательства соответствуют Конституции
Конституционный суд Армении 26 ноября огласил решение по вопросу соответствия Конституции обязательств, предусмотренных кредитным соглашением...
Источник Panorama.am
17:21
Ушаков: В ОДКБ «открыты двери» для Армении
Россия с уважением относится к самостоятельному курсу Армении, приостановившей свое деятельное участие в ОДКБ. Однако Ереван сохраняет членство...
Источник Panorama.am
17:16
Агазарян: Предпочел бы, чтобы Ален Симонян мне пригрозил, чем так
Депутат Национального Собрания Армении от правящей фракции «Гражданский договор»Овик Агазарян в беседе с журналистами во вторник...
Источник Panorama.am
16:55
Enikos: Греция может передать Армении российские системы ПВО
Греция готовится передать Армении С-300 и две другие системы вооружения российского производства, которые использовались для ПВО страны, и...
Источник Panorama.am
16:39
Президент Польши: Приложим все усилия для сближения Армении с европейской семьей
Приложим все усилия, чтобы сблизить Армению и включить ее в европейскую семью, заявил на совместном с Ваагном Хачатуряном брифинге 26 ноября в...
Источник Panorama.am
16:21
«Вайб» стал словом года по версии портала «Грамота.ру»
Портал «Грамота.ру», позиционирующий себя как национальная цифровая платформа русского языка (аудитория 17 млн пользователей),...
Источник Panorama.am
15:56
За погоду в Армении отвечает мощный циклон: придут осадки и похолодает
Днем 26-го, 27-го, ночью 28-го ноября в большинстве областей Армении, днем 28-го в отдельных регионах республики ожидаются осадки. При этом...
Источник Panorama.am

Видео

Струнный квартет имени Комитаса отмечает 100-летие
17:38 02/02/2024

Струнный квартет имени Комитаса отмечает 100-летие

Подпишитесь и получайте обновления!

Самые популярные статьи

{"core.blocks.header.spell_message1":"\u0412\u044b\u0434\u0435\u043b\u0435\u043d\u043d\u0430\u044f \u043e\u0448\u0438\u0431\u043a\u0430:","core.blocks.header.spell_message2":"\u041e\u0442\u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u0442\u044c \u0441\u043e\u043e\u0431\u0449\u0435\u043d\u0438\u0435 \u043e\u0431 \u043e\u0448\u0438\u0431\u043a\u0435?"}