Teadlased üritavad luua inimeste ja teiste loomade aju praegusele võimalikult lähedale. See on oluline katsete, elundite siirdamise ja haiguste uurimise jaoks. Võimalik, et lähitulevikus on võimalik teadvusel proove kasvatada katseklaasides.
Peata sead
Ajakiri Nature avaldas 2018. aasta aprillis 17 maailma juhtiva neurofüsioloogi avatud kirja, milles kutsus üles töötama välja eeskirju ja piiranguid kunstlikult kasvatatud närvikoega katsetele, kuna väga kiiresti on võimalik taastada mitte ainult aju struktuurid, vaid ka aju funktsioonid. Teisisõnu, on väga tõenäoline, et mõned laboriproovid hakkavad ilmutama teadvuse märke ja selleks peate olema valmis. Tegelikult oli see vastus Yale'i ülikooli teadlaste teatele, et nad hoidsid sea aju, kehast eraldatud, elus 36 tundi. Enam kui saja looma aju vereringe taastamiseks neli tundi pärast nende peade pealekandmist kasutati spetsiaalselt loodud soojendatud pumbasüsteemi BrainEx ja sünteetilist vereasendajat. Sel viisil reanimeeritud ajudes leiti miljardeid elavaid tõhusaid närvirakke. Elektrilist aktiivsust siiski ei olnud - seda näitas elektroentsefalogramm. Seetõttu jõudsid teadlased järeldusele, et aju on elus, kuid asub koomas, mis tähendab, et teadvust pole. Töö autorite sõnul võivad taaselustatud seaajud olla ka uute ravimite vähktõve või Alzheimeri tõve testimise materjal. Lisaks võib seda avastust tehniliselt pidada viisiks, kuidas hoida elundit edasise siirdamise jaoks elusana või panna laboratooriumis kasvatatud aju. Töö autorite sõnul võivad taaselustatud seaajud olla ka uute ravimite vähktõve või Alzheimeri tõve testimise materjal. Lisaks võib seda avastust tehniliselt pidada viisiks, kuidas hoida elundit edasise siirdamise jaoks elusana või panna laboratooriumis kasvatatud aju. Töö autorite sõnul võivad taaselustatud seaajud olla ka uute ravimite vähktõve või Alzheimeri tõve testimise materjal. Lisaks võib seda avastust tehniliselt pidada viisiks, kuidas hoida elundit edasise siirdamise jaoks elusana või panna laboratooriumis kasvatatud aju.
Ajud katseklaasis
Selle probleemiga on tihedalt tegeletud alates 2000. aastate keskpaigast, kui Jaapani bioloogid on järjekindlalt kasvatanud ajukoort, hüpofüüsi ja optilist tassi - diencephaloni seina väljakasvu imetajate embrüos. Tüvirakke on kõikjal kasutatud ehitusmaterjalidena. 2012. aastal hankisid Ameerika teadlased laboritingimustes ajukoorega aju, mille arenguetapp vastas raseduse esimese trimestri lõpus inimese embrüo ajuga. Stanfordi ülikooli eksperdid läksid kaugemale ja lõid kolm aastat hiljem väikesed tükid, mis jäljendasid vastsündinud lapse aju kohe pärast sündi. Samal ajal kasvasid Ohio ülikooli teadlased tüvirakkudest täisväärtuslikku inimese aju, mis vastab viienädalase embrüo tasemele. Katse autorite sõnulreprodutseeris peaaegu täielikult kõik aju peamised piirkonnad, kuid veresoonte süsteem puudus. Seetõttu ei saanud ta edasi töötada ja funktsioneerida.
Väike, kuid kauge
Katseklaasi ajud on endiselt väga väikesed. Näiteks on Stanfordi proovide mõõtmed vaid kolm kuni neli millimeetrit. Ohio valmistatud orel pole suurem kui kustutuskumm pliiatsi otsal.
Reklaamvideo:
Vähendamise peamine põhjus on hapniku ja toitainete puudus, mille veresoonte süsteem edastab siseorganitele. Kunstlikel ajudel puudub selline süsteem ja ainus võimalik moodus vajalike ainete molekulide tungimiseks on kudede kaudu.
Lisaks ei suuda toitainelahus, milles ajusid kasvatatakse, täielikult reprodutseerida konkreetset mikrokeskkonda, milles inimese aju kasvab ja areneb. See omakorda piirab signaalimolekulide juurdepääsu, mis edastavad signaale või stiimuleid rakust rakku. Elusas organismis põhjustavad signaali edasikandumise häired vähki, autoimmuunhaigusi ja diabeeti, kunstlikes - suuruse piiramist.
Neandertaallaste aju
Üks võimalikest lahendustest on kimäär-loomade loomine, see tähendab inimaju kasvanud osade siirdamine mingisse laborilooma. Esimesed katsed viidi läbi hiirtega. 2015. aastal teatasid Salki bioloogiliste uuringute instituudi (USA) spetsialistid, et siirdasid katseklaasis kasvatatud organellid näriliste ajusse ja suutsid need ühendada loomade vereringesüsteemiga. Kolme kuu pärast oli 80 protsendil hiirtest siirdatud kunstlik närvikoe. Tõsi, nagu töö autorid märgivad, ei saanud opereeritud närilised targemaks: nende käitumine ei erinenud tavapärasest. Teadlased usuvad, et sellised uuringud muudavad regeneratiivse meditsiini revolutsiooniliseks ja võimaldavad kasvatatud rakke inimesele siirdada. Kui katsed on edukad, on võimalik siirdada kõik katseklaasis loodud organellid - sealhulgas neandertaallased. Mitte nii kaua aega tagasi hankisid Ameerika bioloogid laboris neandertaallase aju. Selleks viidi tüvirakkude DNA-sse iidsete inimeste genoomile omane mutatsioon. Üks mutatsioon muutis radikaalselt neuraalsete ühenduste struktuuri ja isegi organellide kuju.
Neandertaali närvikoes asuvad neuronid rändasid kiiremini ja moodustasid inimajuga võrreldes vähem sünapsisid. Uuringu autorite sõnul sarnaneb see autistlikest rakkudest valmistatud organellides toimuvaga. Kuid kunstlik närvikude ise ütleb täiskasvanute aju toimimise kohta vähe - ja see on teadlaste eriline huvi.
Kõigi neandertaallaste ajus toimuvate protsesside mõistmiseks peate selles fikseerima elektrilise aktiivsuse, mis näitab teadvust. Ja siin sisenevad teadlased halli tsooni, mille eest aprilli kirja autorid hoiatasid. Neil on imeline eksperimentaalmudel, mis aitab paljudele küsimustele vastata, kuid see mudel tunneb kõike ja ilmselt saab ka aru.
Alfiya Enikeeva
