Gli esperimenti unici degli scienziati di Stanford hanno dimostrato che i neuroni umani sono perfettamente integrati nel cervello di un animale, il che ci consente di studiare in modo molto più dettagliato le basi dei disturbi dello sviluppo neurologico negli esseri umani. Studiare la natura della malattia in un organismo vivente in una fase molto precoce della vita fornirà indizi su molti disturbi neuropsichiatrici.
Nella prima fase degli esperimenti, gli scienziati hanno coltivato organelli cerebrali dalle cellule della pelle umana. In totale, sono riusciti a creare più di dieci tipi di organoidi che rappresentano diverse parti del cervello. Lo studio di questi organelli in una capsula di Petri consente di trovare risposte ad alcune domande sulla natura e lo sviluppo di una particolare malattia, ma solo nell'ambiente naturale - il cervello - è possibile osservare il quadro reale della malattia.
A tal fine, gli scienziati hanno impiantato organoidi in ratti neonati, il cui cervello si sta ancora sviluppando molto attivamente. Sono stati posti nello stesso punto del cervello per rendere più facile il controllo dello sviluppo.
Ulteriori osservazioni hanno mostrato che gli organelli umani erano perfettamente integrati nel cervello dei ratti, formando complesse connessioni neurali con i circuiti locali. Sei mesi dopo, fornirono circa un terzo dell'emisfero cerebrale, dove furono originariamente introdotti. I neuroni umani stabiliscono contatti diretti, ad esempio, con il talamo, che è responsabile della trasmissione dei segnali sensoriali.
Sindrome di Timoteo
La sperimentazione del nuovo modello ha cominciato ad essere studiata utilizzando l'esempio della sindrome di Timothy, una rara malattia genetica strettamente associata all'autismo e all'epilessia. Gli organoidi di un paziente con la sindrome di Timothy sono stati trapiantati in un emisfero del cervello dell'animale e un organoide di una persona sana è stato trapiantato nell'altro. Dopo circa 5-6 mesi, gli scienziati hanno notato differenze significative tra l'attività elettrica dei due emisferi.
Ad esempio, hanno notato che i neuroni nell'emisfero della sindrome di Timothy erano molto più piccoli e mancavano di dendriti per comunicare con le cellule vicine.
"Studiando gli organelli in una capsula di Petri, abbiamo imparato molto sulla malattia, ma solo ora siamo stati in grado di vedere le differenze associate all'attività neurale", ha commentato Sergiu Pasca, l'autore dell'opera. Esperimenti simili sono ora pianificati per studiare l'autismo, la schizofrenia e altri disturbi al fine di comprenderne meglio la natura.
Manipolazione del comportamento
In altri esperimenti, gli organelli umani sono stati creati in modo tale che i neuroni rispondessero a una certa frequenza di radiazione laser blu. Vari tipi di "addestramento" hanno presto portato all'esposizione alla luce blu nel cervello per stimolare rapidamente i neuroni e promuovere il comportamento desiderato degli animali. In questo caso, gli scienziati hanno associato lampi di luce blu all'accesso all'acqua.
Questi risultati dimostrano la complessità della piattaforma creata, che ora può essere utilizzata in varie direzioni. Prima di tutto, gli scienziati hanno in programma di usarlo per studiare l'inizio dei disturbi neuropsichiatrici e per testare nuovi farmaci.
Nel frattempo, un altro team di ricercatori ha lavorato con i neuroni in una capsula di Petri e ha insegnato loro come giocare al gioco per computer Pong. Il loro modello complesso è stato sviluppato anche per studiare le malattie neurologiche.
2022-10-20 05:28:30
Autore: Vitalii Babkin