#органоидымозга #оптогенетика #news
Пересаженные в головной мозг крысят человеческие нейроны позволили управлять поведением животных
Выращенные в лаборатории скопления клеток головного мозга человека после пересадки в мозг новорожденных крыс разрослись и сформировали связи с собственными нейронными сетями грызунов, в конечном счете заняв одну шестую часть их мозга.
Статья об этом опубликована в Nature группой ученых из Стенфордского университета (University of Stanford). Животные с таким гибридным мозгом могут быть использованы для исследования нейропсихических заболеваний человека, пишет издание MIT Technology Review. Руководитель исследования Серджиу Паска (Sergiu Pașca) работает с нейронными органоидами – скоплениями нейронов, выращенными в чашке Петри и имеющими сходство с теми или иными участками мозга – много лет. Органоиды часто создают из человеческих клеток кожи, перепрограммированных в подобие стволовых клеток. В определенных условиях из этих стволовых клеток можно вырастить нейроны. Получаемые из них органоиды служат моделями для изучения активации и коммуникации отдельных клеток мозга, они не дают представления о том, что делается в головном мозге, а потому ученые стараются избегать обозначения «мини-мозг», используемого для описания органоидов из нейронов популяризаторами науки. Клетки, составляющие органоид, не образуют сложных связей, и возбуждаются они не так, как клетки живого мозга, и размер у них другой. «Даже если мы будем выращивать человеческие нейроны сотни дней, мы увидим, что они не достигают размеров нейронов, развивающихся в мозге человека», говорит Паска. А кроме того, невозможно сказать, как изменения в лабораторно выращенных нейронах могут привести к симптомам нейропсихических заболеваний, отмечает MIT Technology Review.
Все перечисленное привело авторов исследования к идее трансплантации органоидов в головной мозг живых крыс, причем новорожденных. Головной мозг очень молодых животных интенсивно растет с образованием новых нейронных связей, а потому у нейронов, подсаженных на ранней стадии развития мозга, больше шансов интегрироваться с нейронными сетями мозга крыс. Трехмерные органоиды из человеческих нейронов через надрез в черепе внесли однодневным крысятам в сенсорную кору, которая отвечает за распознавание животными окружающей среды. Для того чтобы выяснить, влияют ли трансплантированные нервные клетки на поведение крыс, авторы обратились к оптогенетике. В одном из экспериментов человеческие нейроны были генетически изменены таким образом, что стали реагировать на свет. Его по оптоволокну направляли на ту часть крысиного мозга, где были человеческие нейроны, всякий раз, когда крысы пили воду. Спустя две недели грызуны начинали облизываться в ожидании воды, как только свет попадал на те же участки.
Пересаженные в головной мозг крысят человеческие нейроны позволили управлять поведением животных
Выращенные в лаборатории скопления клеток головного мозга человека после пересадки в мозг новорожденных крыс разрослись и сформировали связи с собственными нейронными сетями грызунов, в конечном счете заняв одну шестую часть их мозга.
Статья об этом опубликована в Nature группой ученых из Стенфордского университета (University of Stanford). Животные с таким гибридным мозгом могут быть использованы для исследования нейропсихических заболеваний человека, пишет издание MIT Technology Review. Руководитель исследования Серджиу Паска (Sergiu Pașca) работает с нейронными органоидами – скоплениями нейронов, выращенными в чашке Петри и имеющими сходство с теми или иными участками мозга – много лет. Органоиды часто создают из человеческих клеток кожи, перепрограммированных в подобие стволовых клеток. В определенных условиях из этих стволовых клеток можно вырастить нейроны. Получаемые из них органоиды служат моделями для изучения активации и коммуникации отдельных клеток мозга, они не дают представления о том, что делается в головном мозге, а потому ученые стараются избегать обозначения «мини-мозг», используемого для описания органоидов из нейронов популяризаторами науки. Клетки, составляющие органоид, не образуют сложных связей, и возбуждаются они не так, как клетки живого мозга, и размер у них другой. «Даже если мы будем выращивать человеческие нейроны сотни дней, мы увидим, что они не достигают размеров нейронов, развивающихся в мозге человека», говорит Паска. А кроме того, невозможно сказать, как изменения в лабораторно выращенных нейронах могут привести к симптомам нейропсихических заболеваний, отмечает MIT Technology Review.
Все перечисленное привело авторов исследования к идее трансплантации органоидов в головной мозг живых крыс, причем новорожденных. Головной мозг очень молодых животных интенсивно растет с образованием новых нейронных связей, а потому у нейронов, подсаженных на ранней стадии развития мозга, больше шансов интегрироваться с нейронными сетями мозга крыс. Трехмерные органоиды из человеческих нейронов через надрез в черепе внесли однодневным крысятам в сенсорную кору, которая отвечает за распознавание животными окружающей среды. Для того чтобы выяснить, влияют ли трансплантированные нервные клетки на поведение крыс, авторы обратились к оптогенетике. В одном из экспериментов человеческие нейроны были генетически изменены таким образом, что стали реагировать на свет. Его по оптоволокну направляли на ту часть крысиного мозга, где были человеческие нейроны, всякий раз, когда крысы пили воду. Спустя две недели грызуны начинали облизываться в ожидании воды, как только свет попадал на те же участки.
Nature
Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids
Nature - Human stem cell-derived cortical organoids transplanted into rats mature and integrate into sensory and motivation circuits to influence behaviour.
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Оптогенетика – мощный инструмент в нейрофизиологических исследованиях, позволяющий управлять активностью нейронов при помощи света за счет экспрессии светоактивируемых белков. Во многом благодаря этому методу был осуществлен значительный прогресс в изучении функций мозга.
Как и для чего применяется оптогенетика в нейробиологии и каковы ее перспективы в медицине, рассказал Алексей Юрьевич Малышев, профессор РАН, доктор биологических наук, директор Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, в новом выпуске авторской программы Марины Аствацатурян «Медицина в контексте».
Смотрите премьеру 22 сентября в 15:00 на 1med.tv или на YouTube.
#оптогенетика #медицинавконтексте
Как и для чего применяется оптогенетика в нейробиологии и каковы ее перспективы в медицине, рассказал Алексей Юрьевич Малышев, профессор РАН, доктор биологических наук, директор Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, в новом выпуске авторской программы Марины Аствацатурян «Медицина в контексте».
Смотрите премьеру 22 сентября в 15:00 на 1med.tv или на YouTube.
#оптогенетика #медицинавконтексте