Hjärnan är det mest komplexa och dåligt studerade organet. Den minsta kränkningen i den kan inaktivera hela personen, stänga av medvetandet. Är det möjligt att skapa en "protes" för en skadad hjärna? Modern medicin kan ännu inte en sådan uppgift, men forskare försöker redan göra något i denna riktning.
Konstgjort minne
En del av hjärnan som kallas hippocampus styr våra minnen. Om den är skadad kan personen inte memorera information på länge. Hippocampus hotas inte bara av skada utan också av olika neurologiska störningar, till exempel epilepsi, depression, Alzheimers sjukdom.
Sedan 2012 har en grupp amerikanska forskare under ledning av Theodore Berger utvecklat en anordning som ersätter den skadade delen av hippocampus. Det är ett chip med två uppsättningar elektroder som registrerar kortvariga minnen. Med hjälp av den första uppsättningen av elektroder skickas elektriska impulser från hippocampus till chipet och därifrån skickas till datorn. Han konverterar data till långvariga minnen och skickar dem till en andra uppsättning elektroder, implanterade i en frisk del av hippocampus.
Den artificiella hippocampus testades på råttor. Djuren injicerades med ett ämne som stör störande minne, sedan kopplades ett chip och deras förmåga att memorera information testades. Implantat har visat sig vara effektiva. Enligt Bergers grupp genomfördes liknande experiment på apor och även på patienter med epilepsi. Naturligtvis finns det i mänskliga hjärnan för många neuroner och kopplingar mellan dem, så det är för tidigt att prata om behandling av människor. Icke desto mindre avser forskare att ta med implantatet till marknaden, för vilket de skapade en startkärnan, som leddes av Berger.
Räddningsbur
Kampanjvideo:
På grund av skador och sjukdomar bryts förbindelserna i nervnätverk och funktionerna som de skadade delarna av hjärnan utförs försvinner. I vissa fall kan kroppen återställa förbindelserna mellan neuroner på egen hand, den behöver bara en ram för vilken nya vävnader kommer att växa.
Det naturliga ställningen för vävnadstillväxt i kroppen är den extracellulära matrisen. Det fungerar också som en barriär mellan celler och blod, lagrar biologiskt aktiva molekyler producerade av cellerna i det, ger ett tillströmning av näringsämnen och syre till cellerna och tar bort avfallsprodukter. Misslyckande med att den extracellulära matrisen fungerar leder till neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers och Parkinson och olika former av demens. Den nya ramen kan lindra patientens tillstånd och till och med bota honom.
Läkare från det första medicinska universitetet i Moskva uppkallat efter IM Sechenov och National Medical Research Center for Children Health, tillsammans med fysiker från Institute of Photonic Technologies vid Federal Research Center "Crystallography and Photonics", beslutade att skapa en protes för den extracellulära matrisen för hjärnan. Projektet stöds av Russian Science Foundation.
”Vår forskningscykel är inriktad på utveckling av tredimensionella konstgjorda material, analoger av den extracellulära matrisen gjord av polymerer. De upprepar hjärnans mekaniska egenskaper, stödjer tillväxten och uppdelningen av celler. De skapade strukturerna kommer att kunna imitera den förlorade intercellulära matrisen i nervvävnaden och bidra till dess återställning, säger Petr Timashev, ledande forskare vid Institute of Photonic Technologies, chef för Institutet för regenerativ medicin vid det första Moskvas medicinska universitet uppkallat efter I. M. Sechenov, pristagare i Moskva regeringspriset.
Transplantatet genomgår redan kliniska prövningar på laboratoriedjur. Forskare tog hjärnvävnad från en mus och transplanterade den på en polymermatris som efterliknar den extracellulära matrisen. När vävnaderna växte på matrisen blev forskarna övertygade om att neuronerna utbyter elektrokemiska impulser. Det vill säga neurotransmittorer i vävnader - ämnen som överför elektrokemiska impulser mellan neuroner - utför framgångsrikt sin funktion.
Så här ser mushippocampuscellerna transplanterade på en polymermatris ut på den 10: e utvecklingsdagen / Institute of Regenerative Medicine vid First Moscow State Medical University uppkallad efter DEM. Sechenova, Institute of Photonic Technologies, Research Center Crystallography and Photonics, Russian Academy of Sciences, Petr Timashev.
Nu avser författarna till utvecklingen att utvärdera hur "protesen" absorberas i en levande organisme när vävnaderna har vuxit och byggts om. Dessutom måste biologer studera de omgivande vävnadernas reaktion på de implanterbara strukturerna för att förhindra avstötning av matrisen.
En konstgjord extracellulär matris är användbar inte bara för hjärnan, utan också för att återställa integriteten i vävnad i muskuloskeletalsystemet, epitelbelägg, till exempel i urinröret, mag-tarmkanalen samt för hudskador. För rekonstruktiv kirurgi utvecklar forskare analoger av benvävnad, kärlproteser, plattor baserade på den extracellulära matrisen.
