گامی بزرگ به سوی پرورش مغز در ظرف آزمایشگاهدانشمندان به تازگی موفق شده‌اند نسخه‌ی بسیار کوچکی از «قش

گامی بزرگ به سوی پرورش مغز در ظرف آزمایشگاهدانشمندان به تازگی موفق شده‌اند نسخه‌ی بسیار کوچکی از «قشر مغز» (همان بخشی از مغز که مسئول تفکر، حافظه و حل مسئله است) را در یک ظرف آزمایشگاهی پرورش دهند. نکته‌ی مهم و تازه‌ی این پژوهش، این است که این توده‌ی سلولی، برای اولین بار دارای یک سیستم رگ‌های خونی است که شباهت زیادی به رگ‌های خونی مغز واقعی دارد. این دستاورد، یکی از دقیق‌ترین و پیشرفته‌ترین «مغزهای کوچک» (ارگانوئیدهای مغزی) است که تا به امروز ساخته شده.مشکل بزرگ مغزهای کوچک آزمایشگاهی چه بود؟ارگانوئیدهای مغزی یا «مغزهای مینیاتوری»، معمولاً با قرار دادن سلول‌های بنیادی در یک محیط شیمیایی خاص در ظرف آزمایشگاه رشد داده می‌شوند تا به شکل گلوله‌های سلولی درآیند. از سال ۲۰۱۳ که اولین بار ساخته شدند، این ساختارها اطلاعات تازه‌ای درباره بیماری‌هایی مثل اسکیزوفرنی و زوال عقل به دانشمندان داده‌اند.اما این مغزهای کوچک یک عیب بزرگ داشتند: آنها معمولاً پس از چند ماه شروع به مردن می‌کردند. دلیل این مرگ این بود که در مغز واقعی، شبکه‌ای از رگ‌های خونی وجود دارد که اکسیژن و مواد مغذی را به تمام سلول‌ها می‌رساند. اما این مغزهای مینیاتوری، تنها می‌توانستند مواد مورد نیازشان را از محیطِ مایعِ اطراف خود در ظرف آزمایشگاه جذب کنند. در نتیجه، سلول‌های داخلی این توده‌ها از گرسنگی و کم‌اکسیژنی می‌مردند و این موضوع، اندازه، پیچیدگی و شباهت آنها به مغز واقعی را به شدت محدود می‌کرد.راه حل دانشمندان چه بود؟برای حل این مشکل، یک تیم تحقیقاتی به رهبری «اتان وینکلر» از دانشگاه کالیفرنیا، دو کار را همزمان انجام دادند. ابتدا، سلول‌های بنیادی انسانی را به مدت دو ماه در ظرف آزمایشگاهی پرورش دادند تا «ارگانوئیدهای قشری» (همان بافت شبه‌مغز) را تولید کنند. به طور جداگانه، ارگانوئیدهای دیگری را هم پرورش دادند که فقط از سلول‌های رگ‌های خونی تشکیل شده بود.سپس، دو تا از این ارگانوئیدهای رگ‌خونی را در دو انتهای مخالفِ ارگانوئیدِ مغزی قرار دادند. نتیجه‌ی این کار چه بود؟ فقط چند هفته بعد، رگ‌های خونی به طور یکنواخت در سراسر این مغزِ مینیاتوری پخش شدند. وقتی محققان با میکروسکوپ این ساختار را بررسی کردند، دیدند که این رگ‌ها در مرکز خود دارای یک حفره‌ی توخالی (به نام لومِن) هستند که دقیقاً شبیه رگ‌های خونیِ واقعیِ درون مغز است.این پیشرفت چه مزیتی دارد؟به گفته‌ی کارشناسان، این دستاورد یک گام بزرگ به جلو محسوب می‌شود. در مقایسه با تلاش‌های قبلی، رگ‌های خونیِ ساخته‌شده در این آزمایش، از نظر خصوصیات فیزیکی و فعالیت ژنتیکی، شباهت بسیار بیشتری به رگ‌های خونیِ مغزِ در حال رشدِ واقعی دارند و حتی یک «سد خونی-مغزی» کارآمدتر تشکیل داده‌اند. سد خونی-مغزی، لایه‌ای محافظ است که از ورود عوامل بیماری‌زا به مغز جلوگیری می‌کند و در عین حال اجازه می‌دهد مواد مغذی و زباله‌ها از آن عبور کنند.آیا این یعنی مغز زنده در آزمایشگاه داریم؟پاسخ کوتاه: خیر، هنوز تا آن نقطه فاصله زیادی داریم. پروفسور «مادلین لنکستر» از دانشگاه کمبریج که اولین بار مغزهای مینیاتوری را ساخت، می‌گوید این رگ‌ها شانس بیشتری برای زنده نگه‌داشتن ارگانوئیدها دارند، اما برای عملکرد کامل، به سیستمی نیاز است که مانند قلب، خون یا یک مایع جایگزین را به طور مداوم و جهت‌دار در این رگ‌ها به گردش درآورد؛ یعنی خونِ دارای اکسیژن وارد شود و خونِ بدون اکسیژن خارج گردد. به گفته‌ی او، ما هنوز تا رسیدن به چنین سیستمی راه درازی در پیش داریم، اما همین حالا نیز این کشف، ابزار قدرتمندی برای درک بهتر مغز انسان در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.@PlantPhysiol