Stanford 과학자들의 독특한 실험에 따르면 인간의 뉴런은 동물의 뇌에 완벽하게 통합되어 있어 인간의 신경 발달 장애의 기초를 훨씬 더 자세히 연구할 수 있습니다. 생명의 아주 초기 단계에서 살아있는 유기체에서 질병의 본질을 연구하는 것은 많은 신경정신병적 장애에 대한 단서를 제공할 것입니다.
실험의 첫 번째 단계에서 과학자들은 인간 피부 세포에서 뇌 소기관을 키웠습니다. 전체적으로 그들은 뇌의 다른 부분을 나타내는 10가지 이상의 유형의 오르가노이드를 만들 수 있었습니다. 페트리 접시에서 이러한 세포 소기관을 연구하면 특정 질병의 성격과 발달에 대한 몇 가지 질문에 대한 답을 찾을 수 있지만 자연 환경인 뇌에서만 질병의 실제 모습을 관찰할 수 있습니다.
이를 위해 과학자들은 뇌가 여전히 매우 활발하게 발달하고 있는 갓 태어난 쥐에게 오르가노이드를 이식했습니다. 그것들은 발달을 더 쉽게 제어할 수 있도록 뇌의 같은 위치에 배치되었습니다.
추가 관찰은 인간의 소기관이 쥐의 뇌에 완벽하게 통합되어 국소 회로와 복잡한 신경 연결을 형성한다는 것을 보여주었습니다. 6개월 후, 그들은 원래 도입되었던 뇌 반구의 약 1/3을 공급했습니다. 예를 들어 인간의 뉴런은 감각 신호의 전달을 담당하는 시상과 직접 접촉합니다.
티모시 증후군
새로운 모델의 테스트는 자폐증 및 간질과 밀접한 관련이 있는 희귀 유전 질환인 티모시 증후군의 예를 사용하여 연구되기 시작했습니다. 티모시 증후군 환자의 오가노이드는 동물 뇌의 한쪽 반구에 이식되었고 건강한 사람의 오가노이드는 다른 쪽 반구에 이식되었습니다. 약 5~6개월 후, 과학자들은 두 반구의 전기적 활동 사이에 상당한 차이가 있음을 발견했습니다.
예를 들어, 그들은 티모시 증후군의 반구에 있는 뉴런이 훨씬 작고 인접 세포와 통신하는 수상돌기가 부족하다는 점에 주목했습니다.
이 연구의 저자인 Sergiu Pasca는 "페트리 접시의 세포 소기관을 연구함으로써 우리는 질병에 대해 많은 것을 배웠지만 이제야 신경 활동과 관련된 차이점을 볼 수 있었습니다."라고 말했습니다. 자폐증, 정신분열증 및 기타 장애의 본질을 더 잘 이해하기 위해 유사한 실험이 현재 계획되어 있습니다.
행동 조작
다른 실험에서는 뉴런이 특정 주파수의 청색 레이저 방사선에 반응하는 방식으로 인간 소기관이 생성되었습니다. 다양한 유형의 "훈련"은 곧 뇌의 청색광에 노출되어 뉴런을 빠르게 자극하고 동물이 원하는 행동을 촉진하도록 했습니다. 이 경우 과학자들은 푸른 빛의 섬광을 물에 대한 접근과 연관시켰습니다.
이러한 결과는 이제 다양한 방향으로 사용될 수 있는 플랫폼의 복잡성을 증명합니다. 우선, 과학자들은 이를 사용하여 신경정신병 장애의 시작을 연구하고 신약을 테스트할 계획입니다.
한편, 다른 연구원 팀은 페트리 접시의 뉴런으로 작업하여 컴퓨터 게임 퐁(Pong)을 하는 방법을 가르쳤습니다. 그들의 복잡한 모델은 또한 신경계 질환을 연구하기 위해 개발되었습니다.
2022-10-20 05:28:30
작가: Vitalii Babkin