Yenilikler

Laboratuarda yetiştirilen beyin hücrelerini birbirine bağlamak, kendi beynimizin nasıl çalıştığına dair fikir sağlar

Bir tabakta işleyen insan beyni benzeri dokular yetiştirme fikri, bu alandaki araştırmacılara bile her zaman oldukça uzak gelmiştir. Gelecek hedefe yönelik olarak, Japon ve Fransız bir araştırma ekibi, laboratuvarda yetiştirilen beyni taklit eden dokuyu beynimizdeki devrelere benzeyecek şekilde bağlamak için bir teknik geliştirdi.

Beyin gelişimi ve fonksiyonlarının kesin mekanizmalarını incelemek zordur. Hayvan çalışmaları, türler arasındaki beyin yapısı ve işlevindeki farklılıklar nedeniyle sınırlıdır ve laboratuvarda yetiştirilen beyin hücreleri, insan beynindeki hücrelerin karakteristik bağlantılarından yoksun olma eğilimindedir. Dahası, araştırmacılar bu bölgeler arası bağlantıların ve bunların yarattığı devrelerin bizi insan olarak tanımlayan beyin fonksiyonlarının çoğu için önemli olduğunu giderek daha fazla fark ediyor.

Önceki çalışmalar, alanı ilerleten laboratuvar koşullarında beyin devreleri oluşturmaya çalışmıştı. Tokyo Üniversitesi’nden araştırmacılar yakın zamanda, insan kök hücrelerinin üç boyutlu gelişimsel beyni taklit eden yapılara dönüştürüldüğü deneysel bir model doku olan laboratuvarda yetiştirilen “nöral organoidler” arasında daha fazla fizyolojik bağlantı oluşturmanın bir yolunu buldular. Ekip bunu, canlı insan beynindeki bölgelerin birbirine bağlanmasına benzer şekilde, organoidleri aksonal demetler aracılığıyla bağlayarak yaptı.

Çalışmanın ortak yazarı Tomoya Duenki, “Laboratuvar koşullarında yetiştirilen tek sinirli organoidlerde, hücreler nispeten basit elektriksel aktivite sergilemeye başlıyor” diyor. “İki sinir organoidini aksonal demetlerle bağladığımızda, bu çift yönlü bağlantıların organoidler arasındaki aktivite modellerinin oluşturulmasına ve senkronize edilmesine nasıl katkıda bulunduğunu görebildik, bu da beyindeki iki bölge arasındaki bağlantılara bazı benzerlikler gösteriyor.”

Aksonal demetlerle bağlanan serebral organoidler, tekli organoidlerden veya önceki teknikler kullanılarak bağlananlardan daha karmaşık aktivite gösterdi. Ek olarak, araştırma ekibi optogenetik olarak bilinen bir teknik kullanarak aksonal demetleri uyardığında, organoid aktivite buna göre değişti ve plastisite olarak bilinen bir süreçte organoidler bu değişikliklerden bir süre etkilendi.

Araştırmanın kıdemli yazarı Yoshiho Ikeuchi, “Bu bulgular, aksonal demet bağlantılarının karmaşık ağlar geliştirmek için önemli olduğunu gösteriyor” diye açıklıyor. “Özellikle karmaşık beyin ağları, dil, dikkat ve duygu gibi birçok derin işlevden sorumludur.”

Beyin ağlarındaki değişikliklerin çeşitli nörolojik ve psikiyatrik durumlarla ilişkili olduğu göz önüne alındığında, beyin ağlarının daha iyi anlaşılması önemlidir. Laboratuvarda geliştirilen insan sinir devrelerini inceleme yeteneği, bu ağların farklı durumlarda zaman içinde nasıl oluştuğuna ve değiştiğine dair bilgimizi geliştirecek ve bu durumlar için daha iyi tedavilere yol açabilir.

Kaynak ve İleri Okuma: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/04/240410112224.htm

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu