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

16:25
Умерла актриса из «Улиц разбитых фонарей» Лейла Киракосян
Российская актриса, заслуженная артистка РСФСР Лейла Киракосян, умерла в возрасте 83 лет, сообщил Театр имени Ленсовета. "Пришла...
Источник Panorama.am
15:53
Арпи Абкарян – о поступке Лазарева: «Кто бы ради меня так прыгнул с третьего этажа на первый?!»
Арпи Абкарян стала самой настоящей звездой вокального шоу «Ну-ка, все вместе!» на телеканале «Россия». Певица поразила...
Источник Panorama.am
15:34
Правительство Армении выдвинуло кандидатуру Месропа Месропяна на должность главы КРОУ
Правительство Армении на заседании 7 ноября приняло решение о выдвижении кандидатуры Месропа Месропяна на должность главы Комиссии по...
Источник Panorama.am
15:14
Ваан Костанян: Армянская сторона заинтересована в интенсификации встреч с должностными лицами Азербайджана
На данный момент нет окончательного соглашения по всем положениям «мирного договора» с Азербайджаном, заявил сегодня, 7 ноября, в...
Источник Panorama.am
14:53
Шойгу: Россия наблюдает предпосылки к улучшению ситуации на Южном Кавказе
Ситуация на Южном Кавказе остается сложной, Россия видит предпосылки к ее улучшению, но этому мешает Запад. Об этом заявил секретарь Совета...
Источник Panorama.am
14:27
Сурен Саркисян: Трамп и Байден стали президентами-исключениями – ни одной встречи или даже телефонной беседы с Пашиняном
Трамп (первый президентский срок) и Байден (по сей день) стали президентами-исключениями, в годы президентства которых не состоялось ни одной...
Источник Panorama.am
14:03
Неожиданное обещание Лукашенко – Трампу
Если вновь избранному президенту США Дональду Трампу удастся прекратить войны, ему надо будет присвоить Нобелевскую премию. Об этом президент...
Источник Panorama.am
13:52
Разрушительный лесной пожар в Южной Калифорнии: жители в спешке покидают дома
Тысячи жителей Южной Калифорнии в спешке покидают свои дома. В регионе бушует разрушительный лесной пожар. Сгорели до основания десятки жилых...
Источник Panorama.am
13:45
«Лишь бы полицейские нас не остановили – позора не оберемся»: Пашинян прокатился на велосипеде по Будапешту
Никол Пашинян вместе с супругой Анной Акопян 6 ноября с рабочим визитом отправился в Венгрию. Как передала накануне пресс-служба правительства...
Источник Panorama.am
13:26
«Голос Армении»: В последнее время бакинский режим стал упорно отрицать военную роль Турции в «победе» над Арцахом
Газета «Голос Армении» пишет: «Юридической практике известен опыт категорического отрицания факта совершенного...
Источник Panorama.am
13:13
Фудзи в белой шапке: легендарная вершина Японии приобрела зимний вид
Снежную шапку наконец-то надела Фудзи. Это самый поздний снегопад за всю 130-летнюю историю наблюдений, передает «МИР 24». Как...
Источник Panorama.am
13:07
Айк Демоян: В Разданском ущелье уничтожен природный памятник, который сформировался около 300 тыс. лет назад
Бывший директор Музея-института Геноцида армян, доктор исторических наук Айк Демоян на своей странице в соцсети Facebook опубликовал снимки...
Источник Panorama.am
12:41
Фигуристка Евгения Медведева рассказала, почему сменила армянскую фамилию
Вице-чемпионка Олимпиады-2018 в фигурном катании Евгения Медведева заявила в интервью Ксении Собчак, что в детстве ее травили за отцовскую...
Источник Panorama.am
12:35
Эрдоган с супругой также прибыл в Венгрию
Президент Турции Реджеп Тайип Эрдоган с супругой Эмине Эрдоган 6 ноября отправился в столицу Венгрии Будапешт для участия в саммите Европейского...
Источник Panorama.am
12:16
Служба внешней разведки РФ: Вашингтон толкает Армению к национальному «самоубийству»
Госдепартамент США ускорил работу над мерами по стимулированию прозападных структур гражданского общества в Армении, говорится в сообщении...
Источник Panorama.am
11:44
Тигран Абрамян: Пока Армения не пойдет на соглашение на основе предусловий Азербайджана, Турция продолжит свою политику против Армении
Власти Армении питают иллюзии по выстраиванию отношений со страной, руководитель которой в качестве гарантии мира в регионе ссылается на...
Источник Panorama.am
11:34
США: Трамп может избежать уголовного преследования, если помилует себя
После победы на выборах президента США Дональд Трамп может помиловать себя, что позволит ему избежать наказания по открытым в его отношении...
Источник Panorama.am
11:32
Что должны знать мужчина старше 35 и женщина старше 50? Рассказал кардиолог
В ток-шоу "О самом главном" на канале "Россия" кардиолог Юрий Беленков дал важные советы для укрепления сосудов и продления...
Источник Panorama.am
17:17
На встрече секретарей совбезов стран СНГ в Москве Армению будет представлять Гурген Арсенян
7 ноября 2024 года в Москве состоится ежегодная 12-я встреча секретарей советов безопасности государств – участников Содружества...
Источник Panorama.am
17:13
Глава Инспекционного органа продовольственной безопасности Армен Айрапетян подал в отставку
Руководитель Инспекционного органа продовольственной безопасности Армен Айрапетян подал заявление об отставке. Информацию в беседе с...
Источник Panorama.am
16:56
Вдова Армена Джигарханяна: «Он никогда не говорил, что любит меня»
Вот уже четыре года нет в живых народного артиста СССР Армена Джигарханяна. Его вдова Татьяна Власова в программе «Малахов» на...
Источник Panorama.am
16:52
Синоптики рассказали о погоде в Армении 6-11 ноября
В городе Ереван днем 6-го, 7-11 ноября ожидается погода без осадков. Прогнозы синоптиков приводит ГНКО «Центр гидрометеорологии и...
Источник Panorama.am
16:46
Принцесса Уэльская Кейт Миддлтон вернулась к спорту после химиотерапии
Принцесса Уэльская после завершения лечения от онкологического заболевания снова начала посещать спортзал. Она выполняет упражнения без...
Источник Panorama.am
16:38
«Голос Армении»: Удивляетесь, что азербайджанский посол пригрозил убийством армянскому послу?
Газета «Голос Армении» пишет: «Посол Азербайджана в ЕС Вагиф Садыгов пригрозил убить посла Армении в ЕС Тиграна Балаяна,...
Источник Panorama.am
16:31
Немедленно восстановить аккредитацию журналиста Ваге Макаряна в НС Армении. Заявление журналистских организаций
Журналистские организации выступили с совместным заявлением, в котором потребовали от партии власти «Гражданский договор» срочно...
Источник Panorama.am
15:53
Первый президент Армении Левон Тер-Петросян перенес операцию
Сегодня первый президент Армении Левон Тер-Петросян перенес операцию. «Сегодня первый президент Армении Левон Тер - Петросян был...
Источник Panorama.am
15:38
Что же в действительности произошло между Ваге Макаряном и Аленом Симоняном? Журналист представляет подробности
Несколько дней назад, 31 октября, в Национальном Собрании Армении произошел инцидент между журналистом новостного сайта MediaHub.am Ваге...
Источник Panorama.am
14:11
Сурен Суренянц: Итоги выборов в США полностью выявили банкротство политики Пашиняна
Политолог Сурен Суренянц, коснувшись итогов прошедших в США 5 ноября президентских выборов и озвученных уже назвавшим себя избранным 47-м...
Источник Panorama.am
13:58
Никол Пашинян поздравил Дональда Трампа с победой на выборах президента США
Никол Пашинян в соцсети X поздравил Дональда Трампа с победой на президентских выборах в США. «Самые теплые поздравления с Вашей...
Источник Panorama.am
13:47
Сурен Саркисян – о выборах в США: Не обошлось и без сюрпризов
«Дональд Трамп 4 года уже занимал пост президента США (с 20 января 2017 года по 20 января 2021 года. – Ред.). Основные принципы его...
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?"}