Ulepsz model Gooey 3D Brain z Silk, Collagen Gel

Mózg jest jedną z najważniejszych tkanek w ciele, ale jest bardzo trudny do nauki u żywych ludzi. Podczas gdy mózgi wykonane w laboratorium mogą przypominać złoczyńców z horroru, badacze z Tufts University opracowali bioinżynieryjny funkcjonalny model przypominający mózg, który po raz pierwszy naśladuje odpowiedzi rzeczywistych żywych mózgów. Funkcjonalny model tkanki mózgowej 3D przybliża naukowców do zrozumienia, co dzieje się w naszej szarej materii.

W badaniu opublikowanym dzisiaj w Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS), badacze z Tufts donoszą, że ich model mózgu reaguje w podobny sposób na elektryczną i chemiczną stymulację jako żywy ludzki mózg. Mózg 3D może również trwać kilka miesięcy, o wiele dłużej niż poprzednie modele.

ReklamaReklama

Model składa się z żelów macierzy pozakomórkowej (ECM), rusztowania z jedwabiu i komórek mózgowych zwanych neuronami. Chociaż konstrukcja jest podstawowa, zapewnia solidny plan dla bardziej złożonych funkcji mózgu.

Zwiedzanie zdrowego ludzkiego mózgu »

" W oparciu o architekturę i funkcje mózgu próbowaliśmy naśladować lub naśladować te cechy w projektach biomateriałów, komórkach i systemie, "Powiedział starszy autor badania David Kaplan, profesor i przewodniczący działu inżynierii biomedycznej Tufts, w e-mailu do Healthline .

Reklama

It's Alive - Sort of

W celu opracowania modelu naukowcy zbadali wiele różnych rodzajów żeli i gąbek, zarówno w połączeniu, jak i samodzielnie. "Zbadaliśmy same żele, same gąbki i warianty każdego z nich, a także kombinację, którą znaleźliśmy najlepiej", powiedział Kaplan.

Dla tych naukowców wytwarzanie ludzkiej tkanki nie jest nowym procesem. "To wszystko wynika z naszych wieloletnich badań nad projektami biomateriałów, które mają na celu uchwycenie wymaganej struktury, morfologii, chemii i mechaniki w celu dopasowania do potrzeb komórek i tkanek w 3D" - powiedział Kaplan.

ReklamaReklama

Powstała trójwymiarowa tkanka mózgowa wykonana jest z opartego na proteinach jedwabiu rusztu, kompozytu ECM i neuronów korowych - komórek tworzących szare komórki materii. "W przypadku systemu mózgowego nie byliśmy pewni, jak dobrze będzie wyglądała łączność i jak dobrze będą się one wyświetlać, ale okazały się one dobre ze względu na projekty biomateriałów i ogólną integrację systemu" - powiedział Kaplan.

Naukowcy najpierw przetestowali reakcję tkanki mózgowej na stymulację elektryczną. Następnie zaobserwowali wpływ upuszczenia ciężaru na model, symulując traumatyczne uszkodzenie mózgu (TBI). Podobnie jak prawdziwy mózg, model uwolnił glutaminian, substancję chemiczną, o której wiadomo, że gromadzi się po TBI.

Powiązane wiadomości: Badacze z Berkeley opracowują awaryjny lek do urazów mózgu »

Mózgi przyszłości

Przyszłe testy modelu mózgu mogą zbadać wpływ leków na mózg, a także inne rodzaje traumy. Model 3D można również wykorzystać do badania dysfunkcji mózgu.

"Uważamy, że ma duży potencjał w wielu dziedzinach badań mózgu, w tym w badaniach nad lekami, dysfunkcją mózgu, urazami i naprawami, wpływem odżywiania lub toksykologii na stan chorobowy i funkcje itd." Powiedział Kaplan.

ReklamaReklama

Tak jak w przypadku każdego modelu, ta galaretowata materia mózgowa mogłaby skorzystać z dalszego majsterkowania.

"Widzimy wiele kierunków, aby iść z tym, opierając się na tym, co zrobiliśmy jako punkt wyjścia" - powiedział Kaplan. Modyfikacje mogą polegać na dodaniu większej złożoności, aby lepiej naśladować funkcje mózgu i przedłużyć okres przydatności modelu do sześciu miesięcy w celu badania powoli rozwijających się chorób neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera.

Przeczytaj więcej: Czy możesz obniżyć ryzyko zachorowania na Alzheimera poprzez dietę? »