دانشمندان اندام های کوچکی با رفتار مشابه به مغز انسان ساختند

دانشمندان برای نخستین بار با موفقیت در آزمایشگاه، مغزهای کوچکی با امواج مغزی مشابه با یاخته ها و نوزادان زودرس کشت دادند. محققان دانشگاه کالیفرنیا در سندیگو مغزهایی با ابعاد لوبیا را با کمک سلولهای بنیادی در ظروف آزمایشگاه ساختند و فعالیت و خواص ژنتیکی آنها را برای مدت ده ماه زیر نظر گرفتند. آنها امیدوارند که با کمک این مغزهای کوچک به مطالعه فرایند رشد مغزی بپردازند.

این پژوهش که روز گذشته در نشریه سلول های بنیادی منتشر شد توسط همان گروهی انجام گرفته که قبلا از توانایی خود برای پرورش مغزی نئاندرتال ها در آزمایشگاه خبر داده بودند. این بار آنها تلاش کردند نمونه کوچک شده از مغز هومو ساپینس را بازسازی کنند و برای این منظور سلول های بنیادی را درون ظرفی قرار دادند که محیط رشد اولیه مغز انسان را شبیه سازی می کرد.

مغزهای سه بعدی ساخته شده که اورگانوید یا اندام نما خوانده شده اند در ادامه به بلوغ می رسند و شبکه هایی از سلول های متصل به هم را می سازند که در واقع بخشی کلیدی از مغز واقعی است و امکان ارسال سیگنال های الکتریکی به اندام های دیگر را ممکن میکند.

الیسون موتری از زیست شناسان مولکولی دانشگاه کالیفرنیا در سندیگو و مولف پژوهش در این باره گفت:

ما یک گام دیگر به ایجاد مدلی برای شبیه سازی مراحل اولیه رشد یک شبکه عصبی پیشرفته نزدیک شدیم.

تیم تحت نظر موتری چندین سال است که روی کشت این اورگانویدها کار می کند و تلاش دارد در ادامه مغزی بسازد که نقش یک الگو را در پژوهش های آینده آن ایفا نماید. در حال حاضر الگوی آنها یک میلیونیوم مغز یک انسان بالغ است.

موتری در ادامه گفت:

شما میتوانید از این اندام نماها برای اهداف مختلفی استفاده نمایید از جمله درک نحوه رشد عصبی مغز انسان، الگوسازی از بیماری، تکامل مغز، بررسی اثرگذاری مواد مخدر و حتی هوش مصنوعی.

تیم تحقیقاتی برای بررسی فعالیت الکتریکی مغزهای کشت یافته در آزمایشگاه، الکترودهایی را درون ظرف کشت آنها تعبیه کرد. آنها در ادامه شواهدی دال بر فعالیت این مغزها ظرف دو ماه یافتند و بعد از شش ماه شاهد فعالیت ریتمیک و پیوسته آنها بودند.

در ادامه یک الگوریتم یادگیری ماشینی که با کمک پایگاه داده ای متشکل از ۵۶۷ سیگنال الکتریکی ایجاد شده توسط ۳۹ نوزاد نارس ۶ تا ۱۰ ماهه آموزش داده شده بود را با سیگنال های الکتریکی مغزها ترکیب کردند. این الگوریتم با موفقیت توانست سن مغزها در ظرف های آزمایشگاهی را پیش بینی کند و نشان دهد که این مغزها احتمالا میتوانند رشد طبیعی مغز در مراحل اولیه را تقلید نمایند.

البته این دستاورد را نمی توان به مثابه تولید مغز در آزمایشگاه با عملکرد مشابه به مغز نوزادان نارس دانست اما میتوان آن را گام بزرگ دانشمندان برای بررسی مغزهایی دانست که نسبت به مدل های قبلی پیشرفته تر هستند و شرایط موجود در مغز انسان را بهتر از مغز حیوانات آزمایشگاهی شبیه سازی می کنند.