محققان بافت عملکردی مغز انسان را چاپ سه بعدی کردند _اخبار روانشناسی جزیره ذهن

تیمی از دانشمندان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون اولین بافت مغزی پرینت سه بعدی را ساخته اند که می تواند رشد کند و مانند بافت مغز معمولی عمل کند.

این یک دستاورد با پیامدهای مهم برای دانشمندانی است که بر روی مغز مطالعه می‌کنند و روی درمان‌های طیف وسیعی از اختلالات عصبی و رشد عصبی مانند آلزایمر و بیماری پارکینسون کار می‌کنند.

سو-چون ژانگ، استاد علوم اعصاب و عصب‌شناسی در مرکز Waisman UW-Madison می‌گوید: «این می‌تواند یک مدل بسیار قدرتمند برای کمک به درک نحوه ارتباط سلول‌های مغز و بخش‌هایی از مغز در انسان باشد.» این می تواند نگاه ما به زیست شناسی سلول های بنیادی، علوم اعصاب و پاتوژنز بسیاری از اختلالات عصبی و روانی را تغییر دهد.

به گفته ژانگ و یوانوی یان، دانشمند آزمایشگاه ژانگ، روش های چاپ موفقیت تلاش های قبلی برای چاپ بافت مغز را محدود کرده است. گروهی که در پشت فرآیند جدید پرینت سه بعدی هستند، روش خود را امروز در مجله شرح دادند سلول بنیادی سلولی.

محققان به جای استفاده از روش چاپ سه بعدی سنتی، روی هم قرار دادن لایه ها به صورت عمودی، به سمت افقی رفتند. آنها سلول‌های مغزی، نورون‌های رشد یافته از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی را در یک ژل «جوهر زیستی» نرم‌تر از تلاش‌های قبلی قرار دادند.

ژانگ می‌گوید: «بافت هنوز ساختار کافی برای نگه‌داشتن در کنار هم دارد، اما به اندازه‌ای نرم است که به نورون‌ها اجازه می‌دهد در یکدیگر رشد کنند و شروع به صحبت با یکدیگر کنند.

سلول ها مانند مدادهایی که در کنار هم روی میز گذاشته شده اند، کنار هم قرار گرفته اند.

یان می‌گوید: «بافت ما نسبتاً نازک می‌ماند و این باعث می‌شود که نورون‌ها به راحتی اکسیژن و مواد مغذی کافی را از محیط رشد دریافت کنند.

نتایج برای خود صحبت می کنند — یعنی سلول ها می توانند با یکدیگر صحبت کنند. سلول های چاپ شده از طریق محیط می رسند تا اتصالاتی را در داخل هر لایه چاپ شده و همچنین در بین لایه ها ایجاد کنند و شبکه هایی را تشکیل می دهند که با مغز انسان قابل مقایسه است. نورون ها با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند، سیگنال می فرستند، از طریق انتقال دهنده های عصبی با یکدیگر تعامل می کنند، و حتی شبکه های مناسبی را با سلول های پشتیبان که به بافت چاپ شده اضافه می شوند، تشکیل می دهند.

ژانگ می‌گوید: «ما قشر مغز و جسم مخطط را چاپ کردیم و آنچه پیدا کردیم بسیار قابل توجه بود. حتی زمانی که سلول‌های مختلف متعلق به بخش‌های مختلف مغز را چاپ کردیم، آن‌ها همچنان می‌توانستند به روشی بسیار خاص و خاص با یکدیگر صحبت کنند.»

تکنیک چاپ دقتی را ارائه می دهد – کنترل بر انواع و آرایش سلول ها – که در ارگانوئیدهای مغز یافت نمی شود، اندام های مینیاتوری که برای مطالعه مغز استفاده می شوند. ارگانوئیدها با سازماندهی و کنترل کمتر رشد می کنند.

ژانگ می‌گوید: “آزمایشگاه ما از این نظر بسیار خاص است که می‌توانیم تقریباً هر نوع نورون را در هر زمان تولید کنیم. سپس می‌توانیم آنها را تقریباً در هر زمان و به هر شکلی که دوست داریم کنار هم قرار دهیم.” از آنجایی که می‌توانیم بافت را با طراحی چاپ کنیم، می‌توانیم یک سیستم تعریف‌شده برای بررسی نحوه عملکرد شبکه مغز انسان داشته باشیم. خواستن.”

این ویژگی انعطاف پذیری را فراهم می کند. از بافت مغز چاپ شده می توان برای مطالعه سیگنال بین سلول های سندرم داون، تعامل بین بافت سالم و بافت همسایه تحت تاثیر آلزایمر، آزمایش داروهای نامزد جدید یا حتی تماشای رشد مغز استفاده کرد.

“در گذشته، ما اغلب در یک زمان به یک چیز نگاه می‌کردیم، به این معنی که اغلب برخی از اجزای حیاتی را از دست می‌دهیم. مغز ما در شبکه‌ها عمل می‌کند. ما می‌خواهیم بافت مغز را به این روش چاپ کنیم، زیرا سلول‌ها به تنهایی کار نمی‌کنند. آنها با آنها صحبت می‌کنند. ژانگ می گوید: مغز ما اینگونه کار می کند و باید همه با هم به این صورت مطالعه شود تا واقعا آن را بفهمیم. بافت مغز ما می‌تواند برای مطالعه تقریباً تمام جنبه‌های اصلی آنچه بسیاری از افراد در مرکز Waisman روی آن کار می‌کنند مورد استفاده قرار گیرد. می‌توان از آن برای بررسی مکانیسم‌های مولکولی زیربنای رشد مغز، رشد انسان، ناتوانی‌های رشدی، اختلالات عصبی و غیره استفاده کرد. “

روش چاپ جدید نیز باید برای بسیاری از آزمایشگاه ها قابل دسترسی باشد. برای حفظ سلامت بافت نیازی به تجهیزات چاپ زیستی خاص یا روش‌های کشت ندارد و می‌توان آن را با میکروسکوپ‌ها، تکنیک‌های استاندارد تصویربرداری و الکترودهایی که قبلاً در این زمینه رایج است مورد مطالعه قرار داد.

محققان مایلند پتانسیل تخصص را کشف کنند، هرچند، جوهر زیستی خود را بیشتر بهبود بخشند و تجهیزات خود را اصلاح کنند تا جهت گیری های خاصی از سلول ها را در بافت چاپی خود ایجاد کنند.

یان می گوید: «در حال حاضر، چاپگر ما یک چاپگر رومیزی تجاری شده است. ما می‌توانیم برخی پیشرفت‌های تخصصی را انجام دهیم تا به ما در چاپ انواع خاصی از بافت مغز بر اساس تقاضا کمک کنیم.»

این مطالعه تا حدی توسط NIH-NINDS (NS096282، NS076352، NS086604)، NICHD (HD106197، HD090256)، شورای ملی تحقیقات پزشکی سنگاپور (MOH-000212، MOH-00020711، وزارت آموزش و پرورش SMOE) پشتیبانی شد. T2-2-103)، همسویی علم در مقابل پارکینسون (ASAP-000301)، بنیاد خانواده بلسر، و بنیاد بوستا.

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240201212823.htm

ممکنه براتون جالب باشه که...

پست های محبوب

دیدگاهتان را بنویسید