Řez minimozkem. Kredit: Muotri Lab/UCTV

Orgánoví inženýři si už nějaký čas hrají s mozkovými organoidy, kterým láskyplně říkají minimozky. Pěstují je z lidských kmenových buněk a jsou velmi slibné, pro výzkum mozku jako takového, také pro výzkum a sledování projevů infekcí či genetických poruch, i pro praktické testy účinků léků či léčebných postupů. V současné době bývají minimozky velké asi jako hrášek, zahrnují několik typů mozkových buněk a vytvářejí 3D strukturu, která připomíná vyvíjející se lidský mozek.

Alysson Muotri. Kredit: UC San Diego.

Minimozky jsou vážně malinké, připomínají plivanec na Petriho misce. Jsou asi milionkrát menší nežli náš slovutný mozek, který máme v lebce. Přesto nás ale dovedou pořádně šokovat. Podařilo se jim to nedávno, když Alysson Muotri z americké University of California, San Diego se svými spolupracovníky zjistil, že jejich patetické minimozky vytvářejí mozkové vlny, které se zneklidňujícím způsobem podobají mozkovým vlnám u předčasně narozených dětí.

Mozkové hráškoidy Kredit: Muotri Lab/UCTV.

Muotri a jeho tým vyvinuli nový recept pro růst kmenových buněk, včetně vyladění jejich živného média. Díky těmto vylepšením jsou buňky jejich minimozků více zralé, nežli v případě předchozích podobných mozkoidů. Badatelé si napěstovali stovky takových mozkoidů a pak monitorovali jejich neurální aktivitu s použitím soustavy elektrod.

Když byly minimozkům asi 2 měsíce, tak u nich Muotri a spol. začali detekovat výtrysky mozkových vln. Tyto signály se svojí strukturou velmi podobají neurální aktivitě nezralých mozků předčasně narozených dětí. Mozkové vlny minimozků se nejprve objevovaly řídce. Jak minimozky zrály, tak se jejich mozkové vlny objevovaly pravidelněji a na jiných frekvencích než zpočátku. To svědčí o postupném vývoji a propojování neurálních sítí minimozků.

Aktivita mozkových vln minimozků. Kredit: Muotri Lab/UCTV

Pro porovnání neurální aktivity těchto minimozků a mozků lidských dětí badatelé použili umělou inteligenci. Trénovali ji na záznamech mozkové aktivity od celkem 39 předčasně narozených dětí ve věku od 6 do 9,5 měsíců. Umělá inteligence dospěla k závěru, že se tyto organoidy vyvíjejí a rostou v zásadě velmi podobně jako lidské mozky.

Pozorování mozkové aktivity minimozků opět vyneslo na světlo pochyby, jestli náhodou minimozky nemají duševní schopnosti, nebo jestli si, nedej bože, neuvědomují samy sebe. Muotri není blázen ani sebevrah, tak je pochopitelně přesvědčený, že jejich minimozky žádné mentální schopnosti nemají. A má samozřejmě pravdu, jsou to přece jenom takové plivance na Petrisce. Nicméně, právě díky minimozkům bychom se snad už konečně mohli dopracovat k vyrovnanějšímu vztahu s lidským mozkem. Měli bychom ho přestat bezmezně adorovat a zakazovat si jakýkoliv jeho výzkum – pak se o něm snad konečně dozvíme něco nového.

Muotri a spol. každopádně pracují dál se svými minimozky. Chtějí je ještě více vylepšit a pak je používat k výzkumu duševních poruch, které jsou spojené se selháváním neurálních sítí, jako jsou například autismy, epilepsie anebo schizofrenie. Jejich cílem je zlepšit život mnoha lidem, kteří dnes trpí kvůli nemocem mozku či duševním poruchám. Zaslouží obdiv, už jenom kvůli odvaze, s jakou balancují na ostře sledované etické hranici. Držme jim palce.

Video: Building The Brain With Alysson Muotri

Literatura
Phys.org 29. 8. 2019, Cell Stem Cells online 29. 8. 2019.