Исследователи из Гарвардского университета вырастили самый сложный на сегодняшний день мозг-на-чипе, состоящий из трех различных областей и обладающий способностью формировать нервные связи между этими областями.
Области этого искусственного мозга состоят из нейронов различных типов, выполняющих различные функции в нормальном мозге живого существа. А наблюдения за формированием взаимосвязей позволят ученым узнать больше о заболеваниях, причиной которых являются нарушения порядка формирования этих нейронных связей.
Выращенный учеными искусственный мозг содержит аналоги трех областей мозга — миндалины, гиппокампа и предлобной коры, областей, наиболее часто затрагиваемых большинством психических заболеваний.
Свою работу ученые начали с углубленного анализа состава нервных клеток разных типов, находящихся в них белков, метаболизма и их электрической деятельности. Затем ученые отследили изменения, которые претерпевают нейроны при создании связей и «общении» с нейронами других типов. Это было сделано путем культивирования нервных клеток одного типа в отдельной области, после чего были убраны ограничители областей, препятствовавшие образованию нервных связей.
Проведя повторный анализ состава нервных клеток и их электрической деятельности, ученые нашли, что клетки претерпели значительные изменения после установления контакта с клетками из других областей. «Когда нейроны соединяются с нейронами других типов, они претерпевают кардинальные электрофизиологические изменения, и эти изменения являются движущей силой процесса развития мозга в целом» — рассказывает Бен Маоз (Ben Maoz), ведущий исследователь, — «Такая модель мозга в пробирке позволит нам выявить влияние разных типов неврологических болезней на связанные друг с другом области мозга».
Для демонстрации эффективности искусственного мозга в деле моделирования различных заболеваний ученые ввели препарат под названием Phencyclidine hydrochloride, который обычно используется для моделирования симптомов шизофрении. Мозг-на-чипе впервые позволил исследователям изучить эффект воздействия препарата как на отдельные области мозга, так и на их взаимосвязи. Все это говорит о том, что такой мозг-на-чипе является весьма полезным инструментом для изучения любых неврологических и психиатрических болезней, в том числе наркомании и болезней, вызванных травмой мозга.
