Создание более рациональной модели для исследований мозга в космосе

Создание более рациональной модели для исследований мозга в космосе Новости космоса
Создание более рациональной модели для исследований мозга в космосе

Исследователи, изучающие неврологические заболевания, сталкиваются с рядом серьезных проблем. Во-первых, для создания таких условий могут потребоваться годы или даже десятилетия. Кроме того, эксперименты над мозгом здоровых людей просто неэтичны, а подходящие человеческие неврологические модели не были легкодоступны.

Исследования, в ходе которых на Международную космическую станцию направляются органоиды мозга, могут помочь решить обе эти задачи.

Микрогравитация влияет на основные функции клеток мозга, включая выживание, миграцию и обмен веществ, а также на формирование нейронных сетей. Мозг человека состоит из многих из этих сетей нейронов или нервных клеток, соединенных вместе для передачи и обработки информации, полученной от наших органов чувств.

Органоиды мозга — это небольшие живые массы клеток мозга, которые образуют функциональные нейронные сети и самоорганизуются в трехмерные структуры, напоминающие части мозга человека. Ученые недавно начали использовать эти органоиды для ряда исследований мозговой функции здесь, на Земле. Белые структуры размером с горошину имитируют ранние стадии развития человеческого мозга и служат моделью для изучения биологических процессов, связанных с неврологическими заболеваниями и старением.

В космических исследованиях используется тот факт, что в условиях микрогравитации организм человека испытывает изменения, напоминающие ускоренное старение. Исследования показывают, что стены артерий становятся более жесткими и толстыми в космосе, например, так же, как когда люди стареют на Земле.

«Позднее начало болезни Альцгеймера, например, занимает 60 или 70 лет, чтобы развиться у человека», — говорит главный исследователь Алиссон Муотри, руководитель научно-исследовательской лаборатории Калифорнийского университета Сан-Диего в Ла-Холле. «С органоидами в лаборатории, это может занять столько же времени. Это долгое время, чтобы эти клетки оставались живыми. Если бы мы могли ускорить болезнь, мы могли бы создать модель, которая позволила бы нам увидеть, как развиваются проблемы и, возможно, найти способ как их смягчить».

Муотри объяснил, что органоиды моделируют лишь часть мозга, но могут имитировать часть организации тканей мозга. «Они обеспечивают инструмент для доступа к стадии развития мозга, что является очень важным этапом для создания первой проводки нейронных сетей», — сказал он. «Проблема на этом этапе развития может влиять на человека до конца жизни.»

Когда они были запущены в космос в июле, органоиды были месячной давности. Их клетки быстро размножались и дифференцировались или становились разными типами клеток. Они находились на орбите в течение 27 дней, прежде чем вернуться на Землю для анализа.

Предыдущие исследования свидетельствуют о том, что некоторые клетки и ткани организма «стареют» быстрее в космосе. Это первые органоиды мозга человека, отправившиеся в космос, поэтому пока не ясно, как микрогравитация может повлиять на их развитие.

На первый взгляд Муотри говорит, что органоиды, путешествующие по космосу, сохранили свою форму и, возможно, стали больше. Дальнейший анализ может подтвердить это и выявить любые изменения в их ДНК и экспрессии генов.

В ходе исследования, которое может продолжаться годы, были разработаны специальные аппаратные средства для автономного выращивания органоидов, которые могли бы значительно упростить их использование для исследований в космосе и на Земле.

Помимо углубления понимания развития болезней мозга, эти исследования имеют основополагающее значение для охраны здоровья человека в ходе исследования космического пространства.

Муотри говорит, что будущие исследования могут создать новые органоиды из отдельных клеток в космосе, а другие смогут удерживать их на космической станции дольше, чтобы изучать более поздние этапы развития.

В настоящее время ведутся исследования в области органоидных технологий, которые помогают решать проблемы, связанные с получением дополнительной информации о человеческом мозге.

Добавить комментарий

Adblock
detector