Para saintis berusaha untuk membuat otak manusia dan haiwan lain sedekat mungkin dengan masa kini. Ini penting untuk eksperimen, pemindahan organ, dan kajian penyakit. Ada kemungkinan bahawa dalam masa terdekat adalah mungkin untuk menanam sampel dengan kesedaran dalam tabung uji.
Babi tanpa kepala
Pada bulan April 2018, jurnal Nature menerbitkan surat terbuka dari 17 ahli neurofisiologi terkemuka di dunia yang meminta pengembangan peraturan dan sekatan untuk eksperimen dengan tisu saraf yang ditanam secara buatan, kerana tidak lama lagi mungkin untuk mencipta semula struktur, tetapi juga fungsi otak. Dengan kata lain, sangat mungkin beberapa sampel makmal akan menunjukkan tanda-tanda kesedaran, dan anda perlu bersiap sedia untuk ini. Sebenarnya, ini adalah tindak balas terhadap laporan para saintis di Universiti Yale bahawa mereka menyimpan otak babi, terpisah dari badan, hidup selama 36 jam. Sistem pam pemanas BrainEx yang direka khas dan pengganti darah sintetik digunakan untuk mengembalikan peredaran darah ke otak lebih dari seratus haiwan empat jam selepas mereka dipenggal. Dalam otak yang dihidupkan semula dengan cara ini, terdapat banyak sel saraf yang cekap dan hidup. Walau bagaimanapun, tidak ada aktiviti elektrik - ini ditunjukkan oleh electroencephalogram. Oleh itu, para saintis menyimpulkan bahawa otak masih hidup, tetapi berada dalam keadaan koma, yang bermaksud tidak ada kesedaran. Menurut penulis karya tersebut, otak babi yang dihidupkan kembali dapat berfungsi sebagai bahan untuk menguji ubat baru untuk barah atau penyakit Alzheimer. Di samping itu, secara teknikal, penemuan ini dapat dilihat sebagai cara untuk menjaga organ hidup untuk transplantasi lebih lanjut atau membuat otak tumbuh di dalam makmal. Menurut penulis karya tersebut, otak babi yang dihidupkan kembali dapat berfungsi sebagai bahan untuk menguji ubat baru untuk barah atau penyakit Alzheimer. Di samping itu, secara teknikal, penemuan ini dapat dilihat sebagai cara untuk menjaga organ hidup untuk transplantasi lebih lanjut atau membuat otak tumbuh di dalam makmal. Menurut penulis karya tersebut, otak babi yang dihidupkan kembali dapat di masa depan berfungsi sebagai bahan untuk menguji ubat baru untuk barah atau penyakit Alzheimer. Di samping itu, secara teknikal, penemuan ini dapat dilihat sebagai cara untuk menjaga organ hidup untuk transplantasi lebih lanjut atau membuat otak tumbuh di dalam makmal.
Otak dalam tabung uji
Masalah ini telah ditangani sejak pertengahan tahun 2000-an, ketika ahli biologi Jepun secara konsisten menanam korteks serebrum, kelenjar pituitari dan cawan optik - pertumbuhan dinding diencephalon di embrio mamalia. Sel induk telah digunakan di mana-mana sebagai bahan binaan. Pada tahun 2012, saintis Amerika memperolehi otak depan dengan korteks, di mana tahap perkembangannya sesuai dengan otak embrio manusia pada akhir trimester pertama kehamilan. Pakar di Universiti Stanford melangkah lebih jauh dan tiga tahun kemudian mencipta gumpalan kecil yang meniru otak bayi yang baru lahir sebaik sahaja dilahirkan. Pada masa yang sama, para penyelidik dari Universiti Ohio menumbuhkan otak manusia yang lengkap dari sel stem, sesuai dengan tahap embrio berusia lima minggu. Menurut penulis eksperimen tersebut,hampir sepenuhnya menghasilkan semula semua bahagian utama otak, tetapi sistem vaskular kurang. Oleh itu, dia tidak dapat berkembang dan berfungsi lebih jauh.
Kecil tetapi jauh
Otak tabung uji masih sangat kecil. Sebagai contoh, dimensi sampel Stanford hanya tiga hingga empat milimeter. Organ buatan Ohio tidak lebih besar daripada pemadam di hujung pensil.
Video promosi:
Sebab utama penurunan adalah kekurangan oksigen dan nutrien, yang disalurkan oleh sistem vaskular ke organ dalaman. Otak buatan tidak mempunyai sistem seperti itu, dan satu-satunya cara molekul bahan yang diperlukan untuk menembusi adalah melalui tisu.
Selain itu, larutan nutrien di mana otak tumbuh tidak dapat menghasilkan semula persekitaran mikro tertentu di mana otak manusia tumbuh dan berkembang. Ini seterusnya membatasi akses molekul isyarat yang menghantar isyarat, atau rangsangan, dari sel ke sel. Dalam organisma hidup, gangguan dalam penghantaran isyarat menyebabkan perkembangan barah, penyakit autoimun dan diabetes, pada penyakit tiruan - hingga pembatasan ukuran.
Otak Neanderthal
Salah satu penyelesaian yang mungkin adalah penciptaan haiwan chimera, iaitu, pemindahan bahagian otak manusia yang tumbuh ke beberapa jenis haiwan makmal. Eksperimen pertama dilakukan pada tikus. Pada tahun 2015, pakar dari Institut Penyelidikan Biologi Salk (Amerika Syarikat) mengumumkan bahawa mereka memindahkan organel yang tumbuh dalam tabung uji ke otak tikus dan berjaya menghubungkannya ke sistem peredaran haiwan. Selepas tiga bulan, 80 peratus tikus mempunyai tisu saraf tiruan yang terukir. Benar, sebagai penulis catatan kerja, tikus yang dikendalikan tidak menjadi lebih pintar: tingkah laku mereka tidak berbeza dari biasa. Para saintis percaya bahawa penyelidikan seperti itu akan merevolusikan ubat regeneratif dan membiarkan sel yang tumbuh ditanamkan pada manusia. Sekiranya percubaan berjaya, adalah mungkin untuk memindahkan organel yang dibuat dalam tabung uji - termasuk yang Neanderthal. Tidak lama dahulu, ahli biologi Amerika memperoleh otak seorang Neanderthal di makmal. Untuk ini, ciri mutasi genom orang purba diperkenalkan ke dalam DNA sel stem. Satu mutasi secara radikal mengubah struktur sambungan saraf dan bahkan bentuk organel.
Neuron dalam tisu saraf Neanderthal berpindah lebih cepat dan membentuk lebih sedikit sinapsis berbanding otak manusia. Menurut penulis kajian, ini serupa dengan apa yang berlaku pada organel yang terbuat dari sel autistik. Tetapi tisu saraf tiruan itu sendiri mengatakan sedikit tentang bagaimana otak orang dewasa akan berfungsi - dan inilah yang sangat diminati oleh para saintis.
Untuk memahami semua proses yang berlaku di otak Neanderthal, anda perlu memperbaiki aktiviti elektrik di dalamnya, yang menunjukkan kesedaran. Dan di sini para saintis akan memasuki zon kelabu, yang diperingatkan oleh pengarang surat April. Mereka akan mempunyai model eksperimen yang hebat yang dapat membantu menjawab banyak soalan, tetapi model ini akan merasakan segalanya dan mungkin dapat difahami.
Alfiya Enikeeva
