„Cea mai importantă reuşită a ultimelor decenii”: creierul uman devine transparent! (VIDEO)

Această metodă prin care creierele cadavrelor devin transparente va permite accelerarea studiilor asupra unor afecţiuni precum Alzheimer, schizofrenie şi numeroase alte maladii ale creierului. De asemenea, reuşita cercetătorilor a dus deja la un progres extraordinar în ceea ce priveşte anumite caracteristici ale neuronilor observate în cazul pacienţilor ce suferă de sindromul Down şi de autism.

Reuşita a fost publicată în jurnalul Nature, iar oamenii de ştiinţă o descriu drept „transformatoare” şi chiar „cool”. „Este probabil una dintre cele mai importante reuşite ale ultimelor decenii în ceea ce priveşte neuroanatomia”, a comentat Thomas Insel, directorul US National Institute of Mental Health. Tehnicile deja existente permit cercetătorilor să observe neuronii şi conexiunile lor la nivel microscopic, însă doar în regiuni minuscule de ţesut. Cercetătorii sunt nevoiţi să reconstruiască datele tridimensionale din imaginile obţinute din aceste elemente minuscule. Alinierea a sute sau chiar mii de imagini microscopice pentru a cartografia conexiunile celulelor nervoase este un proces laborios ce se pretează la greşeli, motiv pentru care analiza unui creier întreg era un proces practic imposibil.

• 20 de lucruri uimitoare despre creierul uman
• Marile companii de Inteligență Artificială sunt „mai puțin reglementate decât restaurantele”

Noua metodă presupune înlocuirea ţesutului adipos care ascunde în mod normal celulele nervoase, înlocuindu-l cu un gel transparent care menţine totul în loc. „Această reuşită extraordinară a ingineriei chimice promite să transforme modul în care studiem anatomia creierului şi modul în care acesta este schimbat de boală”, spune Insel.

Tehnica ar putea fi folosită şi pentru studierea altor organe şi structuri, fiind utilă în studierea cancerului şi în alte domenii, anunţă oamenii de ştiinţă de la Stanford care au conceput noua metodă.

Aşa cum telescoapele avansate au dus la producerea unei cantităţi uriaşe de date ce au permis astronomilor să descopere existenţa energiei negre, modelul transparent al creierului ar putea duce neuroştiinţele într-o eră marcată de un progres accelerat, anunţă experţii.

Cercetătorii nu vor mai fi obligaţi să aleagă între a studia creierul la scară largă, dar fără detalii, sau detaliat, dar aprofundând câte o regiune minusculă. De asemenea, noua metodă va permite studierea creierulor în mod repetat, fără a duce la distrugerea mostrelor. Rezultatul acestei inovaţii va consta în cantităţi uriaşe de date despre creier ce nu au fost disponibile până acum.

Inovaţia a fost realizată de o echipă de la Universitatea Stanford compusă din ingineri, specialişti în neuroştiinţe, psihiatri şi experţi în computere, toţi aceşti experţi având ca scop doborârea barierelor care făceau studierea interiorului creierului extrem de dificilă.

Prima barieră consta în însăşi structura creierului – care este menţinut de o structură de lipide. Aceste grăsimi sunt excelente în ceea ce priveşte transmiterea impulsurilor electrice de-a lungul reţelelor lungi din creier, dar blochează lumina. Cercetătorii s-au întrebat dacă este posibilă înlocuirea acestor grăsimi cu ceva care nu blochează lumina şi care totodată păstrează structura creierului intactă.

În urma unui efort care a durat şase ani, cercetătorii au identificat în cele din urmă o tehnică eficientă ce folosea drept ingrediente, printre altele, acrilamidă, bisacrilamidă şi formaldehidă. Metoda a fost numită CLARITY (sau, pe numele său întreg, Clear Lipid-exchanged Anatomically Rigid Imaging/immunostaining-compatible Tissue hYdrogel)

Noua tehnică a fost folosită cu succes pe un creier de şoarece şi pe o porţiune din creierul extras de la un cadavru uman.

Metoda CLARITY promite să fie mult mai bună decât metodele tradiţionale folosite până acum. Astăzi, cercetătorii sunt nevoiţi să taie ţesutul în secţiuni cu grosimi mai mici de un milimetru. Procesul este laborios, iar la final ţesutul nu mai poate fi folosit pentru alte experimente. Din acest motiv, ţesuturile provenind din creierul uman sunt foarte greu de găsit, ceea ce îi forţează pe cercetători să efectueze majoritatea experimentelor pe şoareci, ceea ce nu este ideal pentru studierea maladiilor umane.

„Ţesutul uman este de regulă foarte preţios”, a comentat Pavel Osten, specialist în neuroştiinţe la Cold Springs Harbor Laboratory. Acum cercetătorii au potenţialul de a obţine mai multe informaţii din această resursă preţioasă. Folosind CLARITY, cercetătorii de la Stanford au putut să analizeze creierul fără să îl taie, la o rezoluţie înaltă şi în mod repetat.

„Poţi să vezi unde se află neurotransmiţătorul tău preferat, unde este exprimată gena ta favorită. Este foarte cool”, a comentat Thomas Insel.

CLARITY promite să transforme numeroase alte domenii. „CLARITY nu este limitat la creier”, a explicat Karl Deisseroth, coordonatorul efortului depus de cercetătorii de la Stanford. Doctorul Clay Reid de la Allen Institute for Brain Science este de acord: „Această inovaţie are potenţialul de a transforma biologia”.

Surse: LA Times, Nature, New York Times