Creierul este cel mai complex și slab studiat organ. Cea mai mică încălcare din ea poate dezactiva întreaga persoană, poate opri conștiința. Este posibil să se creeze o „proteză” pentru un creier deteriorat? Medicina modernă nu este încă capabilă de o astfel de sarcină, dar oamenii de știință încearcă deja să facă ceva în această direcție.
Memorie artificială
O parte a creierului numită hipocamp ne controlează amintirile. Dacă este deteriorată, persoana respectivă nu este capabilă să memoreze informația pentru o lungă perioadă de timp. Hipocampul este amenințat nu numai de vătămare, ci și de diverse afecțiuni neurologice, de exemplu, epilepsie, depresie, boala Alzheimer.
Din 2012, un grup de oameni de știință americani conduși de Theodore Berger dezvoltă un dispozitiv care înlocuiește partea deteriorată a hipocampului. Este un cip cu două seturi de electrozi care înregistrează amintiri pe termen scurt. Folosind primul set de electrozi, impulsurile electrice de la hipocamp sunt trimise pe cip, iar de acolo sunt trimise către computer. El transformă datele în amintiri pe termen lung și le trimite unui al doilea set de electrozi, implantat într-o parte sănătoasă a hipocampului.
Hipocampul artificial a fost testat la șobolani. Animalelor li s-a injectat o substanță care perturba memoria pe termen lung, apoi s-a conectat un cip și s-a testat capacitatea lor de memorare a informațiilor. Implanturile s-au dovedit a fi eficiente. Conform grupului lui Berger, experimente similare au fost efectuate pe maimuțe și chiar pe pacienți cu epilepsie. Desigur, în creierul uman există prea mulți neuroni și conexiuni între ei, așa că este prea devreme să vorbim despre tratamentul oamenilor. Cu toate acestea, oamenii de știință intenționează să aducă implantul pe piață, pentru care au creat un Kernel startup, care era condus de Berger.
Cușcă de salvare
Video promotional:
Din cauza rănilor și a bolilor, conexiunile din rețelele neuronale sunt rupte, iar funcțiile pe care le îndeplinesc părțile deteriorate ale creierului se pierd. În unele cazuri, organismul este capabil să restabilească conexiunile între neuroni pe cont propriu, are nevoie doar de un cadru pe care să crească noi țesuturi.
Schela naturală pentru creșterea țesuturilor în organism este matricea extracelulară. De asemenea, acționează ca o barieră între celule și sânge, stochează molecule biologic active produse de celulele conținute în ea, oferă un flux de nutrienți și oxigen pentru celule și îndepărtează produsele reziduale. Eșecul funcționării matricei extracelulare duce la boli neurodegenerative precum Alzheimer și Parkinson și la diverse forme de demență. Noul cadru ar putea atenua starea pacientului și chiar să-l vindece.
Medicii de la Prima Universitate Medicală de Stat din Moscova, numiți după IM Sechenov și Centrul Național de Cercetări Medicale pentru Sănătatea Copiilor, împreună cu fizicienii de la Institutul de Tehnologii Fotonice din Centrul Federal de Cercetare „Cristalografie și Fotonică”, au decis să creeze o proteză a matricei extracelulare pentru creier. Proiectul a fost susținut de Fundația Rusă pentru Știință.
„Ciclul nostru de cercetare este dedicat dezvoltării de materiale artificiale tridimensionale, analogii matricei extracelulare realizate din polimeri. Repetă proprietățile mecanice ale creierului, susțin creșterea și divizarea celulelor. Structurile create vor putea imita matricea intercelulară pierdută a țesutului nervos și vor contribui la restaurarea sa”, spune Petr Timashev, cercetător principal la Institutul de tehnologii fotonice, director al Institutului de Medicină Regenerativă al primei Universități Medicale de Stat din Moscova, numit după I. M. Sechenov, laureat al Premiului Guvernului de la Moscova.
Grefa este deja supusă studiilor clinice la animalele de laborator. Oamenii de știință au luat țesutul creierului de la un șoarece și l-au transplantat pe o matrice polimerică care imită matricea extracelulară. Când țesuturile au crescut pe matrice, cercetătorii au devenit convinși că neuronii schimbă impulsuri electrochimice. Adică, neurotransmițătorii din țesuturi - substanțe care transmit impulsuri electrochimice între neuroni - își îndeplinesc cu succes funcția.
Așa se arată că celulele de hipocamp de șoarece transplantate pe o matrice polimerică arată în a zecea zi de dezvoltare / Institutul de Medicină Regenerativă al primei Universități de Stat din Moscova, denumit după LOR. Sechenova, Institutul de Tehnologii Fotonice, Centrul de Cercetare Cristalografie și Fotonică, Academia Rusă de Științe, Petr Timișev.
Acum, autorii dezvoltării intenționează să evalueze modul în care „proteza” este absorbită în interiorul unui organism viu atunci când țesuturile au crescut și reconstruite. În plus, biologii vor trebui să studieze reacția țesuturilor înconjurătoare la structurile implantabile și să prevină respingerea matricei.
O matrice extracelulară artificială este utilă nu numai pentru creier, ci și pentru restabilirea integrității țesuturilor sistemului musculo-scheletic, mucoasei epiteliale, de exemplu, în uretra, tractul gastro-intestinal, precum și pentru leziunile pielii. Pentru chirurgie reconstructivă, oamenii de știință dezvoltă analogi de țesut osos, proteze vasculare, plăci bazate pe matricea extracelulară.
