captcha image

A password will be e-mailed to you.

Naukowcy wynaleźli materiał, który po raz pierwszy umożliwił wyhodowanie komórek mózgowych. Umieszczone na krzemowym chipie łączą się ze sobą i wchodzą w interakcje. Na razie to tylko eksperyment, ale w przyszłości może zostać wykorzystany do zbudowania protez uzupełniających ubytki neuronów uszkodzonych podczas udaru czy wypadku.

Hodowla neuronów (zdjęcie: Stuart Hay, ANU)

Zespół złożony z fizyków, inżynierów i neurochemików z Australian National University w Canberze opracował nowy materiał umożliwiający wzrost neuronów, które są w stanie stworzyć przewidywalne i funkcjonujące układy połączeń nerwowych.

Badacze zbudowali „brain on chip”. Zaczęli od wykorzystania krzemowego podłoża (tzw. wafla), jakie używane jest np. do produkcji komputerowych procesorów, na który nanieśli wzór zbudowany z nanorurek. W ten sposób powstało coś co można nazwać rusztowaniem, które wyznacza drogi wzrostu dla komórek mózgowych.

Jest to pierwszy eksperyment, w którym udało się wyhodować w pełni funkcjonalne komórki mózgowe (w tym wypadku należące do gryzoni). Jak informują badacze w informacji prasowej, „w przeciwieństwie do innych protez, takich jak sztuczne kończyny, neurony muszą łączyć się synaptycznie. Jest to bazą do tego, by mózg przetwarzał informacje płynące do niego ze zmysłów, uczył się, pamiętał, poznawał”.
Uzyskanie odpowiednich połączeń stało się możliwe dzięki zidentyfikowaniu konkretnego wzoru, w jaki układają się nanorurki. Jak czytamy w abstrakcie opisującym eksperyment, równomiernie rozmieszczone nanowłókna zbudowane z fosforku indu (InP) posłużyły, jako fizyczne „drogowskazy” dla kierunku wzrostu aksonów. Były też pomocne w tworzeniu połączeń z sąsiadującymi neuronami.

Tak pod mikroskopem wyglądają neurony hodowane na krzemowym waflu. (screenshot z publikacji w Nano Letters)

Naukowcy za pomocą optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej obserwowali wzrost aksonów i oceniali w nich aktywność jonów wapnia za pomocą obrazowania funkcjonalnego. Okazało się, że wiele neuronów z aksonami kierowanymi przez topografię „rusztowań” , wykazywało zsynchronizowaną aktywność wapnia. Oznacza to, że komórki mózgowe umieszczone na krzemowym waflu, komunikują się ze sobą poprzez zbudowane tą drogą połączenia synaptyczne.

Kierownik zespołu badawczego dr Vini Gautam z Research School of Engineering at ANU powiedziała, że opracowane przez nich rusztowanie posłuży jako platforma do studiowania wzrostu neuronów i obserwowania, w jaki sposób łączą się one pomiędzy sobą.

To odkrycie to jeden z kroków, by ludzkość mogła rozwinąć neuroprotetykę, która pomoże mózgowi odzyskać sprawność po uszkodzeniach spowodowanych urazem czy zwyrodnieniowymi chorobami neurologicznymi

Źródła: Nano LettersANU; zdjęcia: Stuart Hay, ANU

Nie ma więcej wpisów