Oamenii de știință au construit mini-creieri care „simt” trecerea timpului

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Oamenii de știință au construit mini-creieri care „simt” trecerea timpului. Creierul uman este alcătuit din aproximativ 86 de miliarde de neuroni și trilioanele de conexiuni dintre aceștia, generând o rețea complexă de impulsuri electrice și reacții chimice într-un organ de aproximativ 1,4 kilograme, format în principal din grăsimi, proteine și apă.

Această structură biologică extrem de complexă are nevoie de aproximativ 20 de ani pentru a se maturiza, mult mai mult decât creierul majorității celorlalte specii. În plus, fiind protejat în interiorul craniului, creierul aflat în dezvoltare este dificil de studiat direct.

Pentru a depăși această problemă, cercetătorii au creat în laborator mini-creieri care „simt” trecerea timpului.

Într-un studiu publicat în revista Nature, oamenii de știință au obținut organoizi cerebrali, structuri formate din celule stem care pot „simți” trecerea timpului și păstra o „memorie” celulară a perioadei în care s-au dezvoltat. Aceștia sunt și cei mai longevivi organoizi observați până acum, fiind urmăriți timp de aproape șase ani. Experimentele anterioare cu astfel de structuri durau de obicei doar câteva săptămâni sau luni.

Cum s-au comportat de-a lungul timpului acești mini-creieri care „simt” trecerea timpului?

Cercetătorii au folosit analize genetice, imagistică și măsurători electrofiziologice pentru a urmări maturizarea a zeci de organoizi. Au utilizat inclusiv markeri ADN drept „ceasuri epigenetice”, demonstrând că structurile crescute în laborator se maturizează într-un mod asemănător creierului uman real.

Nu toate tipurile de celule au supraviețuit la fel de bine în organoizi, însă majoritatea au continuat să se maturizeze la nivel molecular pe parcursul experimentului. Printre acestea s-au numărat astrocitele, celule în formă de stea care contribuie la menținerea barierei hematoencefalice, și oligodendrocitele, responsabile pentru producerea tecii de mielină ce izolează fibrele nervoase.

Deși cercetătorii au observat o scădere treptată a numărului de neuroni, o parte dintre aceste celule au reușit să supraviețuiască în laborator timp de aproape șase ani. Oamenii de știință au descoperit și că neuronii pot fi menținuți mai mult timp dacă sunt stimulați să transmită spontan impulsuri electrice, asemenea unui exercițiu fizic care ajută la menținerea mușchilor. Pentru acest lucru au folosit un mediu de cultură conceput să imite mai bine condițiile chimice ale sistemului nervos central.

Ce au descoperit oamenii de știință studiind acești organoizi?

Una dintre cele mai interesante descoperiri a fost că celulele cerebrale par să aibă un mecanism intern care înregistrează trecerea timpului. Pentru a testa această idee, cercetătorii au separat organoizi de vârste diferite în celulele lor componente, apoi le-au reunit în structuri numite „himeroizi”, alcătuite din celule cu vârste diferite.

Himeroizii au păstrat informații despre vârsta lor celulară anterioară, chiar și după ce celulele fuseseră separate și reasamblate. De exemplu, celulele provenite din organoizi mai vechi au continuat să producă celule noi corespunzătoare unei etape mai avansate de dezvoltare, deși himeroizii fuseseră cultivați timp de doar 15 zile după reasamblare.

Când celulele mai vechi au fost amestecate cu unele mai tinere, starea lor moleculară a devenit parțial mai tânără, însă au rămas indicii ale istoricului lor anterior. Cu alte cuvinte, celulele păreau să „țină minte” cât timp se dezvoltaseră deja și puteau să sară peste etapele pe care le parcurseseră anterior.

Cercetătorii consideră că organoizii menținuți pe perioade atât de lungi ar putea deveni un instrument important pentru studierea dezvoltării creierului uman după naștere, precum și a proceselor moleculare și structurale care stau la baza maturizării și evoluției acestuia, notează ScienceAlert.

Vă recomandăm să citiți și:

Ce spune felul în care cineva trimite mesaje despre personalitatea sa

Ce spune felul în care faci ordine (sau nu) despre personalitatea ta

Soluția radicală dintr-un nou studiu: de ce reducerea populației globale la 4 miliarde i-ar garanta un viitor mai bun umanității?

Alimentul banal care ar putea ajuta creierul să proceseze informațiile mai rapid