Znanstvenici pokušavaju stvoriti mozak ljudi i drugih životinja što je bliže sadašnjosti. Ovo je važno za eksperimente, transplantaciju organa i proučavanje bolesti. Moguće je da će u skoroj budućnosti biti moguće uzgajati uzorke sa sviješću u epruvetama.
Svinje bez glave
U travnju 2018. časopis Nature objavio je otvoreno pismo 17 vodećih neurofiziologa u svijetu u kojem se poziva na razvoj pravila i ograničenja za eksperimente s umjetno uzgojenim živčanim tkivom, jer će vrlo brzo biti moguće ponovno stvoriti ne samo strukture, već i funkcije mozga. Drugim riječima, vrlo je vjerojatno da će neki laboratorijski uzorci pokazati znakove svijesti i na to morate biti spremni. Zapravo, to je bio odgovor na izvještaj znanstvenika sa sveučilišta Yale da su svinjski mozak, odvojeni od tijela, držali živim 36 sati. Posebno dizajnirani sustav pumpi s grijanjem BrainEx i sintetički nadomjestak krvi korišteni su za obnavljanje cirkulacije krvi u mozgu više od stotinu životinja četiri sata nakon što su im odglavljene glave. U mozgu reanimiranom na ovaj način, pronađene su milijarde živih, učinkovitih živčanih stanica. Međutim, nije bilo električne aktivnosti - to je pokazao elektroencefalogram. Stoga su znanstvenici zaključili da je mozak živ, ali da je u komi, što znači da nema svijesti. Prema autorima rada, revitalizirani svinjski mozak nadalje može poslužiti kao materijal za testiranje novih lijekova protiv raka ili Alzheimerove bolesti. Pored toga, tehnički se ovo otkriće može shvatiti kao način da se organ sačuva za daljnju transplantaciju ili da se mozak uzgaja u laboratorijskom radu. Prema autorima rada, revitalizirani svinjski mozak nadalje može poslužiti kao materijal za testiranje novih lijekova protiv raka ili Alzheimerove bolesti. Pored toga, tehnički se ovo otkriće može shvatiti kao način da se organ sačuva za daljnju transplantaciju ili da se mozak uzgaja u laboratorijskom radu. Prema autorima rada, revitalizirani svinjski mozak može nadalje poslužiti kao materijal za testiranje novih lijekova protiv raka ili Alzheimerove bolesti. Pored toga, tehnički se ovo otkriće može shvatiti kao način da se organ sačuva za daljnju transplantaciju ili da se mozak uzgaja u laboratorijskom radu.
Mozak u epruveti
Taj se problem pomno rješava od sredine 2000-ih, kada su japanski biolozi dosljedno uzgajali moždanu koru, hipofizu i optičku čašicu - rast stijenke diencefalona u embriju sisavaca. Matične ćelije korištene su svugdje kao građevinski materijal. 2012. godine američki su znanstvenici u laboratorijskim uvjetima dobili prednji mozak s korteksom, čiji je razvojni stadij odgovarao mozgu ljudskog embrija na kraju prvog tromjesečja trudnoće. Stručnjaci sa Sveučilišta Stanford otišli su dalje i tri godine kasnije stvorili su male kvržice koje oponašaju mozak novorođenog djeteta odmah nakon rođenja. Istodobno, istraživači sa Sveučilišta Ohio izrasli su iz matičnih stanica punopravni ljudski mozak, što odgovara razini embriona pet tjedana. Prema autorima eksperimenta,gotovo u potpunosti reproducirala sva glavna područja mozga, ali vaskularni sustav je nedostajao. Stoga se nije mogao dalje razvijati i funkcionirati.
Mala, ali udaljena
Mozak epruvete još uvijek je vrlo mali. Na primjer, dimenzije uzoraka Stanforda su samo tri do četiri milimetra. Organ izrađen u Ohiju nije veći od gumice na vrhu olovke.
Promotivni video:
Glavni razlog umanjenosti je nedostatak kisika i hranjivih tvari koje vaskularni sustav dostavlja unutarnjim organima. Umjetni mozgovi nemaju takav sustav, a jedini mogući način da molekule potrebnih tvari prodreju kroz tkiva.
Uz to, hranjiva otopina u kojoj se uzgaja mozak nije u mogućnosti reproducirati specifično mikrookruženje u kojem ljudski mozak raste i razvija se. To zauzvrat ograničava pristup signalnim molekulima koji odašilju signale ili podražaje iz stanice u stanicu. U živom organizmu poremećaji u prijenosu signala dovode do razvoja raka, autoimunih bolesti i dijabetesa, u umjetnim - do ograničenja veličine.
Neandertalski mozak
Jedno od mogućih rješenja je stvaranje himera, odnosno transplantacija odraslih dijelova ljudskog mozga na neku vrstu laboratorijske životinje. Prvi pokusi provedeni su na miševima. U 2015. godini, stručnjaci Instituta Salk za biološka istraživanja (SAD) objavili su da su presadili organele izrasle u epruveti u mozak glodavaca i uspjeli ih povezati s cirkulacijskim sustavom životinja. Nakon tri mjeseca, 80 posto miševa ugrađeno je umjetno neuronsko tkivo. Istina, kako bilježe autori djela, operirani glodavci nisu postali pametniji: njihovo se ponašanje nije razlikovalo od uobičajenog. Znanstvenici vjeruju da će takva istraživanja revolucionirati regenerativnu medicinu i omogućiti implantaciju odraslih stanica u ljude. Ako su eksperimenti uspješni, bit će moguće presaditi sve organele stvorene u epruveti - uključujući neandertalce. Ne tako davno američki biolozi dobili su neandertalski mozak u laboratorijskim uvjetima. Za to je u DNA matičnih stanica unesena mutacija karakteristična za genom starih ljudi. Jedna mutacija drastično je promijenila strukturu neuronskih veza, pa čak i oblik organela.
Neuroni u neandertalskom živčanom tkivu migrirali su brže i tvorili su manje sinapse u odnosu na ljudski mozak. Prema autorima studije, ovo je slično onome što se događa u organelama napravljenim od autističnih stanica. Ali samo umjetno neuronsko tkivo govori malo o tome kako će mozak odraslih funkcionirati - a to je ono što znanstvenike posebno zanima.
Da biste razumjeli sve procese koji se odvijaju u neandertalskom mozgu, trebate popraviti električnu aktivnost u njemu, što ukazuje na svijest. I ovdje će znanstvenici ući u sivu zonu, na koju su upozorili autori travnja. Imat će divan eksperimentalni model koji će pomoći odgovoriti na mnoga pitanja, ali ovaj će model osjetiti sve i vjerojatno razumjeti.
Alfija Enikeeva