Достижение большего понимания человеческого мозга есть чем-то, за что исследователи продолжительно боролись, но сочли тяжёлыми учитывая проблемы и сложность органа в изучении ее физиологии у живого организма. Сейчас, исследователи из Университета Тафтса в Медфорде, Массачусетс, создали 3D модель ткани, которая может подражать функциям мозга.«Факт, что мы можем поддержать эту ткань в течение многих месяцев в средствах лаборатории, мы можем начать наблюдать на неврологические болезни методами, которыми Вы не имеете возможность в противном случае, по причине того, что Вам необходимы долгие периоды, дабы изучить кое-какие главные болезни мозга».
Исследователи тогда совершили последовательность опытов на 3D аналогичной мозгу ткани, дабы проверить здоровье и функцию его нейронов, и сравнить их с нейронами, выращенными посредством существующего 2D способа либо в среде лишь для геля.Модель имела возможность улучшить изучения функции мозга, болезни и раныВ соответствии с Kaplan, это обнаружение говорит о том, что 3D подобная мозгу модель ткани имела возможность обеспечить более действенный метод изучить травму головного мозга.Эта диаграмма показывает различные области и пончик лесов серого и белого вещества.
Во-первых, Kaplan и коллеги объединили два биоматериала: шелковый белок и основанный на коллагене гель. Шелковый белок действовал как губчатые леса, к каким были характерны нейроны, тогда как гель поощрил рост нервного волокна.
Исследователи говорят, что сейчас собираются щипнуть модель, дабы сделать его еще более подобным мозгу. Они уже нашли, что смогут приспособить леса пончика, дабы включить шесть колец, каждое из которых возможно колонизировано с разными нейронами. Это, команда заявляет, моделировало бы шесть слоев коры человеческого мозга.Kaplan и коллеги сочли более высокую экспрессию генов вовлеченной в рост нейрона и функцию в 3D аналогичной мозгу ткани.
Как 3D подобная мозгу ткань была создана?Нейроны, выращенные в аналогичной 3-му мозговой ткани, показали стабильную метаболическую активность в течение практически 5 недель, тогда как такая активность в нейронах, выращенных в среде лишь для геля, начала исчезать в течение 24 часов.
Помимо этого, реактивность и электрическая активность, подобная отысканному в интактном мозгу, были увидены в 3D аналогичных мозгу нейронах ткани.Ученые сравнительно не так давно постарались создать функциональную мозговую ткань методом роста нейронов в 3D коллагене среды лишь для геля, но без успеха. Такие модели погибли скоро и не произвели достаточно сильную функцию уровня ткани.Серое вещество по большей части складывается из клеточных тел нейрона, и белое вещество складывается из связок нервных волокон либо аксонов.
Эти аксоны важны за передачу сигналов между нейронами.Дабы изучить функцию мозговых нейронов, исследователи сейчас выращивают их в чашках Петри. Но осложненная структура мозговой ткани – что составлен из отдельных областей серого и белого вещества – не может быть дублирована с этими 2D нейронами.
«С совокупностью мы имеем, Вы имеете возможность по существу отследить реакцию ткани на травматическое повреждение головного мозга в реальном времени», растолковывает он. «Самое основное Вы имеете возможность кроме этого начать отслеживать репарацию и что происходит за более долгие промежутки времени».Комментируя это создание, Розмари Хунзикер, доктора философии, директор программы по разработке ткани в Национальном Университете Биоинженерии и Биомедицинского Отображения, финансировавшей изучение, заявляет:«Хорошие модели разрешают жёсткие догадки, каковые смогут быть всецело проверены. Надежда пребывает в том, что применение данной модели имело возможность привести к акселерации способов лечения для дисфункции мозга, и предложить лучший метод изучить обычную мозговую физиологию», додаёт Хунзикер.
Кредит изображения: Университет Тафтса«Существует мало хороших возможностей для изучения физиологии живущего мозга, все таки это – может быть, одна из самых клинической потребности и больших областей, в то время, когда Вы разглядываете потребность в новых вариантах осознать и лечить широкий спектр неврологических расстройств, которые связаны с мозгом», говорит Кэплан.Но команда Пучков отыскала метод создать функциональную 3D подобную мозгу ткань, не только включающую отдельные области серого и белого вещества, но и это может кроме этого жить больше 9 недель.
Исследователи тогда разрезают губчатые леса в форму пончика и колонизировали его с крысиными нейронами, прежде, чем заполнить середину пончика с основанным на коллагене гелем, пропитавшим целые леса.Они моделировали TBI методом понижения весов на модель от разных высот. Они нашли, что химическая и электрическая активность в нейронах ткани изменилась по окончании TBI, что говорят исследователи, подобно наблюдениям, сообщил в изучениях на животных TBI.Исследовательская несколько, включая ведущего автора Дэвида Кэплана, врач философии, Строгий председатель и Семейный преподаватель биомедицинской техники в Школе Пучков Разработки, говорит, что модель прокладывает путь к новым изучениям в функцию мозга, рану и лечение и болезнь.
Но преимущества данной модели не останавливаются в том месте. Кэплан отмечает, что подобная мозгу ткань осталась в живых больше 2 месяцев, означая, что она имела возможность разрешить исследователям приобретать лучшее познание множества болезней мозга:«Эта работа есть необыкновенным подвигом. Это объединяет глубокое познание мозговой физиологии с громадным и растущим набором инструментов биоинженерии, дабы создать среду, которая и нужна и достаточна подражать функции мозга».
Они сравнительно не так давно с далека собственные результаты изучения в Продолжениях Национальной академии (PNAS).Кредит изображения: Национальный Университет Биоинженерии и Биомедицинского Отображения
Потому, что 3D подобная мозгу ткань казалась функциональной, команда желала видеть, имела возможность ли бы их модель быть нужна для изучения травматического повреждения головного мозга (TBI).Это изображение микроскопа показывает нейроны (желтые) приложенный к основанным на шелке (синим) лесам.Команда отыскала, что нейроны создали функциональные сети около выходов лесов лишь за пара дней, и нервные волокна прошли через гель среди пончика, дабы соединиться с нейронами иначе.
Это созданное отдельное серое и белое вещество области.В то время, когда мозг подвергается повреждению либо болезни, серое и белое вещество затронуты по-различному, означая, что существует потребность в моделях мозговой ткани, разрешающих каждой из этих областей быть изученной раздельно.
В прошедшем сезоне, информируемый относительно исследования, изданного в издании Nature, показывая, как ученые удачно вырастили «минимозги» от стволовых клеток.