НОВОСТИ   БИБЛИОТЕКА   ЭКЗАМЕН ПО АНАТОМИИ   ЭКЗАМЕН ПО ПАТОЛОГИИ   О САЙТЕ  





16.01.2017

Новый «мозг-на-чипе» моделирует связь между отделами мозга

Учёные из Гарвардского университета (Harvard University) разработали мультирегиональную модель «мозга-на-чипе». Устройство воспроизводит связь между тремя различными отделами мозга. Модель уже начала использоваться для детального изучения различий между нейронами из разных регионов мозга и моделирования системных связей.

На снимке видны различные области модели головного мозга, соединяющиеся между собой длинными отростками нейронов, аксонами
На снимке видны различные области модели головного мозга, соединяющиеся между собой длинными отростками нейронов, аксонами

Результаты исследования опубликованы в Journal of Neurophysiology.

«Мозг — это нечто куда большее, чем отдельные нейроны, — рассказывает соавтор работы Бен Маоз (Ben Maoz), член Группы биофизики заболеваний (Disease Biophysics Group) в гарвардской Школе технических и прикладных наук Джона Полсона (John Paulson School of Engineering and Applied Sciences, SEAS). — Многое зависит от разных типов клеток и связи между отдельными областями. Занимаясь моделированием мозга, вы должны воспроизводить и эти связи, поскольку многие заболевания нарушают именно их».

«Приблизительно 26% бюджета американского здравоохранения тратится на борьбу с неврологическими и психическими заболеваниями, — рассказывает Кит Паркер (Kit Parker), профессор биоинженерии и прикладной физики из SEAS. — Разработка инструментов, которые могут помочь медикам облегчать страдания пациентов с неврологическими и психиатрическими диагнозами — это не только жест гуманизма, но и лучший способ уменьшить расходы».

Исследователи создали модель, воспроизводящую три области мозга, которые в наибольшей степени страдают при шизофрении. Это миндалевидное тело (миндалина или амигдала), гиппокамп и префронтальная кора.

Работа началась с определения строения клеток, экспрессии белков, обменных процессов и электрической активности in vitro, отдельно для каждой из областей.

«Нет ничего удивительного в том, что нейроны разных отделов мозга отличаются друг от друга. Удивительно лишь, насколько они отличаются, — рассказывает соавтор исследования Стефани Донт (Stephanie Dauth), сотрудница Группы биофизики заболеваний. — Мы обнаружили, что многие показатели in vitro меняются в зависимости от того, с какой областью мозга мы работаем. И то, из какого отдела мозга были получены нейроны, имеет значение».

Затем группа исследователей начала изучать изменения, происходившие в нейронах, когда те взаимодействовали друг с другом. Для этого учёные вырастили группы клеток отдельно друг от друга и дали им возможность «общаться» через проводящие пути, встроенные в чип.

Исследователи снова измерили электрическую активность и другие показатели и обнаружили, что нейроны из одних областей мозга, контактируя с клетками из других, существенно меняются.

«Когда клетки разных отделов мозга взаимодействуют друг с другом, они претерпевают ряд изменений. Меняется строение клеток, меняются электрофизиологические характеристики, меняются внутренние характеристики нейронов, — поясняет Маоз. — Это показывает нам, насколько важно использовать клетки из различных областей мозга в ходе проведения экспериментов in vitro. Особенно если исследования посвящены влиянию болезней на связанные между собой участки мозга».

Чтобы продемонстрировать эффективность новой модели «мозга-на-чипе», исследователи добавили в клетки из различных регионов мозга фенциклидина гидрохлорид, более известный как PCP. Воздействие этого вещества в эксперименте моделирует шизофрению. Устройство позволило учёным впервые одновременно оценить влияние химического соединения и на отдельные области мозга, и на связи этих областей между собой.

Новая модель «мозга-на-чипе» может быть полезна в изучении неврологических и психических заболеваний, в том числе — наркотических зависимостей, посттравматических стрессовых расстройств и черепно-мозговых травм.

Анна Ставина


Источники:

  1. 22century.ru

Загрузка...




У эмбрионов нашли иммунную систему

У человека 'включена' только четверть генов

Ученые оценили вкус воды как новый шестой вкус

Плотность серого вещества в мозге увеличивается с возрастом

Открыли две новые группы крови

Легкие играют роль в кроветворении




loading...




При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://anfiz.ru/ 'AnFiz.ru: Анатомия и физиология человека'