Možgani so najbolj zapleten in slabo proučen organ. Že najmanjša kršitev v njem lahko onemogoči celotno osebo, izklopi zavest. Ali je mogoče ustvariti "protezo" za poškodovane možgane? Sodobna medicina še ni sposobna takšne naloge, vendar znanstveniki že poskušajo nekaj storiti v tej smeri.
Umetni spomin
Del možganov, imenovan hipokampus, nadzoruje naše spomine. Če je poškodovan, potem oseba dolgo časa ne more zapomniti informacij. Hipokampusu ne grozijo samo poškodbe, temveč tudi različne nevrološke motnje, na primer epilepsija, depresija, Alzheimerjeva bolezen.
Skupina ameriških znanstvenikov pod vodstvom Theodoreja Bergerja od leta 2012 razvija napravo, ki nadomešča poškodovani del hipokampusa. To je čip z dvema setoma elektrod, ki beleži kratkoročne spomine. S pomočjo prvega niza elektrod se električni impulzi iz hipokampusa pošljejo na čip, od tam pa se pošljejo v računalnik. Podatke pretvori v dolgoročne spomine in jih pošlje v drugi sklop elektrod, ki so implantirani v zdrav del hipokampusa.
Umetni hipokampus je bil testiran na podganah. Živalim so injicirali snov, ki moti dolgoročni spomin, nato je bil povezan čip in preizkušena njihova sposobnost pomnjenja informacij. Pokazalo se je, da so vsadki učinkoviti. Po Bergerjevi skupini so podobne poskuse izvajali na opicah in celo na bolnikih z epilepsijo. Seveda je v človeških možganih preveč nevronov in povezav med njimi, zato je o zdravljenju ljudi prezgodaj govoriti. Kljub temu znanstveniki nameravajo vsaditi vsadek na trg, za kar so ustvarili zagonsko Kernel, ki ga je vodil Berger.
Reševalna kletka
Promocijski video:
Zaradi poškodb in bolezni se pretrgajo povezave v nevronskih mrežah in izgubijo se funkcije, ki jih poškodovani deli možganov opravljajo. V nekaterih primerih je telo sposobno obnoviti povezave med nevroni sam, potrebuje le okvir, na katerem bodo rasla nova tkiva.
Naravni oder za rast tkiv v telesu je zunajcelični matriks. Deluje tudi kot ovira med celicami in krvjo, hrani biološko aktivne molekule, ki jih proizvajajo celice, ki jih vsebujejo, celicam zagotavlja pritok hranil in kisika ter odstranjuje odpadne produkte. Neuspeh v delovanju zunajceličnega matriksa vodi v nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, in različne oblike demence. Novi okvir bi lahko ublažil bolnikovo stanje in ga celo ozdravil.
Zdravniki s prve moskovske državne medicinske univerze po imenu IM Sechenov in Nacionalnega medicinskega raziskovalnega centra za zdravje otrok so se skupaj s fiziki z Inštituta za fotonske tehnologije Zveznega raziskovalnega centra "Kristalografija in fotonika" odločili izdelati protezo za zunajtelesno matrico za možgane. Projekt je podprla Ruska znanstvena fundacija.
»Naš raziskovalni cikel je namenjen razvoju tridimenzionalnih umetnih materialov, analogov zunajcelične matrice iz polimerov. Ponavljajo mehanske lastnosti možganov, podpirajo rast in delitev celic. Ustvarjene strukture bodo lahko posnemale izgubljeno medcelično matrico živčnega tkiva in prispevale k njeni obnovi, pravi Petr Tamašev, vodilni raziskovalec na Inštitutu za fotonske tehnologije, direktor Inštituta za regenerativno medicino Prve moskovske državne medicinske univerze po imenu M. M. Sechenov, dobitnik nagrade Moskve vlade.
Na presadku že potekajo klinična preskušanja na laboratorijskih živalih. Znanstveniki so možganskemu tkivu odvzeli miško in ga presadili na polimerno matriko, ki posnema zunajcelični matriks. Ko so tkiva rasla na matrici, so se raziskovalci prepričali, da nevroni izmenjujejo elektrokemične impulze. Se pravi, da nevrotransmiterji v tkivih - snovi, ki prenašajo elektrokemične impulze med nevroni - uspešno opravljajo svojo funkcijo.
Tako izgledajo mišje hipokampusove celice, ki so jih presadili na polimerno matriko 10. dan razvoja / Inštitut za regenerativno medicino Prve moskovske državne medicinske univerze, imenovan po NJIM. Sechenova, Inštitut za fotonske tehnologije, Raziskovalno središče kristalografije in fotonike Ruske akademije znanosti, Petr Tamašev.
Zdaj nameravajo avtorji razvoja oceniti, kako se "proteza" absorbira znotraj živega organizma, ko so tkiva zrasla in obnovljena. Poleg tega bodo morali biologi preučiti reakcijo okoliških tkiv na vsadljive strukture in preprečiti zavrnitev matrike.
Umetni zunajcelični matriks je uporaben ne samo za možgane, ampak tudi za ponovno vzpostavitev celovitosti tkiv mišično-skeletnega sistema, epitelijskih oblog, na primer v sečnici, sečilih, pa tudi pri kožnih lezijah. Za rekonstruktivno kirurgijo znanstveniki razvijajo analoge kostnega tkiva, žilnih protez, plošč na osnovi zunajceličnega matriksa.