Mozak je najsloženiji i slabo proučen organ. Najmanja povreda u njemu može onesposobiti cijelu osobu, isključiti svijest. Je li moguće stvoriti "protezu" za oštećeni mozak? Suvremena medicina još nije sposobna za takav zadatak, ali znanstvenici već pokušavaju učiniti nešto u tom smjeru.
Umjetno pamćenje
Dio mozga zvan hipokampus kontrolira naša sjećanja. Ako je oštećena, osoba dugo nije sposobna pamtiti informacije. Hipokampusu prijeti ne samo ozljeda, već i različiti neurološki poremećaji, na primjer, epilepsija, depresija, Alzheimerova bolest.
Od 2012. godine, skupina američkih znanstvenika pod vodstvom Theodora Bergera razvija uređaj koji zamjenjuje oštećeni dio hipokampusa. To je čip s dva niza elektroda koji bilježe kratkotrajna sjećanja. Koristeći prvi skup elektroda, električni impulsi iz hipokampusa šalju se na čip, a odatle se šalju na računalo. On pretvara podatke u dugoročna sjećanja i šalje ih u drugi set elektroda, ugrađenih u zdrav dio hipokampusa.
Umjetni hipokampus testiran je na štakorima. Životinjama je ubrizgana supstanca koja narušava dugoročnu memoriju, zatim je povezan čip i testirana je njihova sposobnost pamćenja podataka. Pokazalo se da su implantati djelotvorni. Prema Bergerovoj grupi, slični eksperimenti provedeni su na majmunima, pa čak i na pacijentima s epilepsijom. Naravno, u ljudskom mozgu postoji previše neurona i veza među njima, tako da je prerano govoriti o liječenju ljudi. Ipak, znanstvenici namjeravaju implantat iznijeti na tržište, za što su stvorili startup Kernel koji je vodio Berger.
Kavez za spašavanje
Promotivni video:
Zbog ozljeda i bolesti prekidaju se veze u neuronskim mrežama, a gube se funkcije koje oštećeni dijelovi mozga obavljaju. U nekim slučajevima, tijelo je u mogućnosti obnoviti veze između neurona na sebi, samo mu je potreban okvir na kojem će rasti nova tkiva.
Prirodna skela za rast tkiva u tijelu je izvanstanični matriks. Također djeluje kao barijera između stanica i krvi, pohranjuje biološki aktivne molekule koje proizvode stanice sadržane u njima, osigurava priliv hranjivih tvari i kisika u stanice te uklanja otpadne proizvode. Neuspjeh u funkcioniranju izvanćelijskog matriksa dovodi do neurodegenerativnih bolesti poput Alzheimerove i Parkinsonove bolesti, kao i do različitih oblika demencije. Novi okvir mogao bi ublažiti pacijentovo stanje, pa čak i izliječiti ga.
Liječnici s Prvog moskovskog državnog medicinskog sveučilišta nazvanog IM Sechenova i Nacionalnog medicinskog istraživačkog centra za dječje zdravlje, zajedno s fizičarima s Instituta za fotonske tehnologije Federalnog istraživačkog centra "Kristalografija i fotonika", odlučili su stvoriti protezu za izvanćelijsku matricu za mozak. Projekt je podržala Ruska zaklada za znanost.
„Naš istraživački ciklus posvećen je razvoju trodimenzionalnih umjetnih materijala, analoga izvanćelijske matrice izrađenih od polimera. Ponavljaju mehanička svojstva mozga, podržavaju rast i podjelu stanica. Stvorene strukture moći će oponašati izgubljeni međućelijski matriks živčanog tkiva i doprinijeti njegovoj obnovi “, kaže Petr Tamašev, vodeći istraživač Instituta za fotonske tehnologije, direktor Instituta za regenerativnu medicinu Prvog moskovskog državnog medicinskog sveučilišta imenovan I. M. Sechenov, laureat Nagrade moskovske vlade.
Graft se već nalazi u kliničkim ispitivanjima na laboratorijskim životinjama. Znanstvenici su uzeli moždano tkivo od miša i presađivali ga na polimerni matriks koji oponaša izvanćelijski matriks. Kad su tkiva narasla na matricu, istraživači su postali uvjereni da neuroni razmjenjuju elektrokemijske impulse. Odnosno, neurotransmiteri u tkivima - tvari koje prenose elektrokemijske impulse između neurona - uspješno obavljaju svoju funkciju.
Ovako su mišje stanice hipokampusa presađene na polimerni matriks 10. dana razvoja / Institut za regenerativnu medicinu Prvog moskovskog državnog medicinskog sveučilišta nazvan po IH. Sechenova, Institut za fotonske tehnologije, Kristalografija i fotonika istraživanja, Ruska akademija znanosti, Petr Tamašev.
Sada autori razvoja namjeravaju procijeniti na koji način se "proteza" apsorbira unutar živog organizma kada su tkiva narasla i obnovljena. Pored toga, biolozi će morati proučiti reakciju okolnih tkiva na implantabilne strukture i spriječiti odbacivanje matriksa.
Umjetna izvanstanična matrica korisna je ne samo za mozak, već i za obnavljanje integriteta tkiva mišićno-koštanog sustava, obloge epitela, na primjer, u mokraćnoj cijevi, gastrointestinalnom traktu, kao i za kožne lezije. Za rekonstruktivnu kirurgiju znanstvenici razvijaju analoge koštanog tkiva, vaskularne proteze, ploče na temelju izvanćelijskog matriksa.