دانشمندان بیش از هر زمان دیگری بافت مغز انسان را در موش رشد دادند - و مردم سؤالاتی دارند

دانشمندان به دنبال کردن مرزهای ممکن در علوم اعصاب ادامه می دهند. مطالعه‌ای که امروز انجام شد نشان می‌دهد که می‌توان موش‌هایی با بافت مغز انسان بیشتر از آنچه که قبلا دیده شده بود، ایجاد کرد.

محققان دانشگاه استنفورد و دیگران تکنیک جدیدی را برای رشد ارگانوئیدهای مغز انسان که به موش پیوند زده شده است، توسعه داده اند. این ارگانوئیدها فضای بیشتری را در داخل جمجمه موش اشغال می کنند و حتی می توانند برخی از جنبه های عملکرد پیچیده مغز، از جمله تشکیل شبکه های عصبی زنده را تقلید کنند. به گفته نویسندگان، این شاهکار باید به دانشمندان اجازه دهد تا اختلالات عصبی را در آزمایشگاه بهتر مطالعه کنند. آنها همچنین استدلال می کنند که ایجاد چنین حیواناتی هنوز از نظر اخلاقی مناسب است.

سرگیو پاشکا، نویسنده ارشد، مدیر برنامه اندام زایی مغز استانفورد، در یک نشست مطبوعاتی که این هفته برگزار شد، گفت: «ما اقدامات فوق‌العاده‌ای را در زمینه نظارت اخلاقی در چند سال گذشته انجام داده‌ایم.

ارگانوئیدها دسته های سه بعدی سلولی هستند که می توانند برخی از خواص یک اندام را تکرار کنند. آنها از سلول های بنیادی در آزمایشگاه رشد می کنند. از این ساختارها می توان برای مطالعه دقیق تری استفاده کرد که چگونه داروها یا چیزهای دیگر بر اندام ها در یک محیط واقعی تر از سلول های یک پتری دیش تأثیر می گذارند.

دانشمندان در ایجاد ارگانوئیدهایی که به طور فزاینده ای به پیچیدگی اندام تقلیدی خود از جمله مغز نزدیک می شوند، گام های بلندی برداشته اند. پاشکا و دیگران قبلا نشان داده بودند که می‌توان ارگانوئیدهای مغز انسان را به موش‌ها پیوند زد، موش‌ها می‌توانند بالغ‌تر شده و حتی در سیستم عصبی آنها ادغام شوند.

این آزمایش ها با موانعی روبرو شده اند. برای مثال، ارگانوئیدهای مغز انسان هنوز هم تقریبا با همان سرعت مغز انسان رشد می کنند که به طور قابل توجهی کندتر از مغز موش است (حدود 20 برابر کندتر). ثانیا، از آنجایی که مغز موش خیلی سریع بالغ می‌شود، به طور مؤثری ارگانوئید مغز انسان را در کوتاه‌مدت از بین می‌برد و اندازه بالقوه و عملکرد آن را محدود می‌کند.

در این مطالعه جدید که چهارشنبه در Nature منتشر شد، به نظر می‌رسد که تیم راه‌حلی برای این مشکل پیدا کرده است. آنها موش هایی را ایجاد کردند که به طور ژنتیکی طراحی شده بودند تا بخش زیادی از نئوکورتکس و هیپوکامپ خود را از دست بدهند. و هنگامی که آنها ارگانوئیدهای مغز انسانی خود را به این موش ها پیوند زدند، ارگانوئیدها اکنون قادر بودند بال های خود را باز کرده و به میزان بیشتری رشد کنند. محققان روش خود را کورتیکاسیون xenocortication نامیدند.

بهبودی چشمگیر پسربچه 10 ساله پس از برداشتن یک ششم مغزش

شاید تعجب آور باشد که حتی موش هایی که بدون نئوکورتکس و هیپوکامپ متولد شده اند، هنوز می توانند زنده بمانند و عملکردی داشته باشند - گواهی بر توانایی مغز پستانداران برای جبران و ایجاد ارتباطات جدید در اوایل رشد (حتی کودکان انسان می توانند در حالی که بخش های بزرگی از مغز خود را از دست می دهند، رشد کنند). البته، این موش‌ها همچنان در مقایسه با موش‌های معمولی دچار نقص‌هایی در حافظه و سایر جنبه‌های خود هستند.

محققان دریافتند که ارگانوئیدهای مغز انسان در داخل این موش ها می توانند بزرگتر شوند و ارتباطات عصبی پیچیده تری نسبت به قبل ایجاد کنند. به طور قابل توجهی، حتی به نظر می رسد که فرآیند xenocortication از برخی از کسری های شناخته شده مشاهده شده در موش های دارای نئوکورتکس و هیپوکامپ از دست رفته جلوگیری می کند.

آنها در مقاله خود نوشتند: "پیوند ارگانوئیدهای عصبی به میزبان جوندگان یک پلت فرم امیدوارکننده در داخل بدن برای بررسی عملکرد عصبی انسان و توسعه درمان ارائه می دهد."

حداقل برخی از دانشمندان و ناظران بیرونی نگرانی‌هایی را در مورد اخلاقیات این خط تحقیقاتی مطرح کرده‌اند، هرچند داشتن مدل بهتری از عملکرد مغز در آزمایشگاه مفید است. ممکن است نقطه ای از رشد وجود داشته باشد که در آن چنین ارگانوئیدها واقعا به اندازه کافی پیچیده باشند که احساسات اساسی مانند درد، یا احتمالا حتی یک شکل ابتدایی آگاهی را تجربه کنند.

مشخص نیست که آیا چنین چیزی امکان پذیر است یا خیر، همچنین مشخص نیست که دانشمندانی که روی چنین تحقیقاتی کار می کنند چگونه می توانند تشخیص دهند که چه زمانی می توان به آن نقطه توسعه رسید. اما حتی اگر این ترس‌ها را به‌عنوان یک داستان علمی تخیلی رد کنید، باز هم این نگرانی وجود دارد که ایجاد حیوانات با ارگانوئیدهای مغزی انسان‌مانند می‌تواند آنها را به شکلی مضر یا مشکوک تغییر دهد.

نویسندگان می گویند که آنها به خوبی از پیامدهای اخلاقی بالقوه کار خود آگاه هستند و اقدامات احتیاطی مناسب را با آخرین تحقیقات خود انجام داده اند، که شامل تماس با موسسه علوم اعصاب استانفورد است.

"[ما] گروهی از کارشناسان را داشتیم که آزمایش‌هایی را که می‌خواهیم انجام دهیم، بررسی کردند و راهنمایی کردند. و سپس، دانشگاه در واقع یک کمیته اخلاقی، خارج از دانشگاه، تشکیل داده است که شامل متخصصان اخلاق، حقوقدانان، حامیان بیمار، و البته دانشمندان علوم اعصاب است که در واقع همه آزمایش‌ها را در چند سال گذشته تحت نظر قرار داده‌اند. جلسه توجیهی

"بنابراین ما به ویژه در مورد رفاه حیوانات نه تنها مراقب بودیم... ما همچنین به دنبال هرگونه تغییر بالقوه در رفتار بودیم که مشکل ساز باشد."

آرتور کاپلان، یک متخصص اخلاق زیستی و استاد بازنشسته در بخش سلامت جمعیت دانشکده پزشکی دانشگاه گروسمن نیویورک که به این مطالعه وابسته نبود، تحت تأثیر یافته‌های تیم قرار گرفت، اما می‌گوید ما باید در مورد خرید زودهنگام برای برخی از پیش‌بینی‌های بلندتر که ممکن است از این تحقیق به وجود بیاید، آگاه باشیم.

او به Gizmodo گفت: "به نظر من کمی بیش از حد خوشبینانه به نظر می رسید. ما واقعا ندیده ایم که مثلا اوتیسم را می توان با [قرار دادن] ارگانوئیدها در مغز موش بهتر درک کرد یا خیر. موش ها هنوز مقداری از ما فاصله دارند و حتی با سلول های انسانی در سرشان، این مدل ممکن است معلوم شود که اطلاعات قابل اعتماد مفیدی برای درک بیماری های انسانی دارد یا نه."

فکر می‌کنم، اگر بخواهید، در مورد اهمیت این مدل برای اختلالات سلامت عصبی و روانی بسیار امیدوارکننده‌ای داریم، زیرا قطعا انتقادات، اعتراض‌ها و شاید حتی قوانینی وجود دارد که اجازه چنین کاری را نمی‌دهد.»

کاپلان خاطرنشان می کند که برخی از این اعتراضات ممکن است لزوما مبتنی بر نگرانی های درست نباشد. او خاطرنشان می کند که تعداد قابل توجهی از مردم، از جمله سیاستمداران و مقامات بهداشتی، به اشتباه ادعا کرده اند که برخی از واکسن ها حاوی بافت جنین انسان به عنوان استدلالی علیه واکسیناسیون هستند، به عنوان مثال (این واکسن ها با کمک رده های سلولی چند دهه پیش از یک جنین ساخته شده اند و هیچ بافت جنین سالمی در محصول نهایی وجود ندارد). بنابراین ایجاد حیواناتی که حتی از نظر تئوری می توانند به ویژگی های شبیه انسان نزدیک شوند، مطمئنا گفتمان زیادی را از هر گوشه و کناری آغاز می کند.

او گفت: «من فکر می‌کنم همیشه در مورد واهی حیوانات انسان ناراحتی وجود داشته است.

کاپلان نمی‌گوید که این تحقیق نمی‌تواند و نمی‌تواند به بینش‌های مهم جدید منتهی شود، اما به احتمال زیاد محققانی مانند پاسکا و دیگران در این زمینه باید افکار عمومی را به خود جلب کنند و ترس آنها را کاهش دهند.

او گفت: «فکر می‌کنم این مدل با ارزش به نظر می‌رسد، حتی اگر می‌گویم ممکن است کمی بیش از حد خوشبینانه باشد که چقدر ارزش وجود دارد.» من فکر می‌کنم ما به بحث عمومی شفاف‌تری نیاز داریم. این می‌تواند توسط مجالس ایالتی، توسط گروه‌های مذهبی، می‌تواند توسط گروه‌های حقوقی، و می‌تواند توسط حوزه اخلاق زیستی برگزار شود.

ممکن است انسان ها به این زودی ها از خط لوله پایین نیایند. اما چه کسی این روزها را می داند؟