In laborator, Madeline Lancaster este în prezent 300 de unități ale creierului uman. Aceste creierul cresc separat de corp. Editorialistul BBC Viitorul explică modul în care se întâmplă.
În timpul unei conversații cu mine Lancaster nu elimină mâna de pe abdomen. E însărcinată.
„Oh, este acum aproximativ șase până la șapte luni“, - a spus ea. Dimensiunea lor nu depășește patru milimetri. Ea are mai multe sute dintre ei, și fiecare dintre ele are doua milioane de neuroni.
Desigur, ea nu este vorba despre un puiet imens de copii nenăscuți, Madeleine se așteaptă un copil obișnuit. Lancaster descrie jocul de creștere creierul uman, care au fost create de acesta în cursul cercetării.
Suntem în noul centru științific și experimental de Biologie Moleculara al Consiliului Britanic de Cercetare în domeniul medicinii din Cambridge.
Acesta constă dintr-un set de laboratoare cu pereți de sticlă, dotate cu cele mai moderne echipamente. Se pare că coridoarele sale se intind pe kilometri.
Centrul nu este clasificat și nu se află în sol, dar în această clădire în valoare de 212 milioane de lire sterline realizate proiecte futuriste, fiecare dintre acestea ar putea constitui baza pentru intriga unui film de la Hollywood.
Ilustrare titularul dreptului Zaria Gorvett Image caption Lancaster Scopul - de a transforma celulele pielii umane in functionarea creierului
O echipa de oameni de stiinta condusa de Lancaster lucrează la o provocare incredibilă. La prima vedere se pare că are mai mult de magie decât pentru știință: ei încearcă să transforme pielea umană la creier.
„Acest creier este în curs de dezvoltare, în același mod ca și în embrion“, - spune Lancaster.
Poate că da, dar există o situație complet diferită. Creierul nu crește în uter și nu în corpul embrionului, dar într-un incubator gigant.
Din cauza lipsei de sânge fluxul de nutrienți devine dintr-un lichid special, care sunt schimbate la fiecare câteva zile.
Și, desigur, el nu are sistemul imunitar: tot ceea ce este în contact cu acestea, ar trebui să fie dezinfectate cu alcool.
Celulele creierului sunt foarte rezistente, dar nimeni nu stie de ce
Când Lancaster deschide ușa incubatorului, contrar așteptărilor mele, conținutul nu face mare de o impresie asupra mea. Văd incolore noduli apoși plutind într-un lichid de culoare roz pal.
Ele sunt mai mult ca bucăți de popcorn imbibat decât o sursă de abilități intelectuale.
Dar aspectul lor este înșelătoare. De fapt, aceste smocuri, numite „organite creier“, foarte asemănătoare cu creierul persoana medie.
Ca orice alt creier are organoid materia cenușie format din neuroni si materia alba, format din nervul proceseaza celulele acoperite de tesut adipos.
ilustrare titularul dreptului Zaria Gorvett legendă Imagine în activitatea electrică a creierului este în plină desfășurare: ca neuronii transmit informații reciproc
Așa cum este de obicei cu creierul, acestea sunt formate din anumite zone - scoarta încrețită (se crede că ea este responsabilă pentru ea și mintea conștientă), hipocamp (centrul memoriei si emotie), cerebelul de a coordona activitățile de mușchi, și multe altele.
În general, acestea pot fi considerate echivalente cu nouă săptămâni de creier fetale.
Deci, cum au reușit să creeze?
De fapt, a crea creierul nu este la fel de dificil pe cât pare. Dacă aveți câteva ingrediente simple și dorința de a șterge la nesfârșit toate tipurile de alcool, si tu poti creste un creier in miniatura pentru cateva luni.
In primul rand ai nevoie de celula. Lancaster si colegii ei au luat probe de la donator piele.
Dacă aveți câteva ingrediente simple și dorința de a șterge la nesfârșit toate tipurile de alcool, si tu poti creste un creier in miniatura pentru câteva luni
Cu toate acestea, destul de ciudat, pentru a crea această capodoperă a evoluției umane, putem incepe cu celulele de orice tip, indiferent de locul în care acestea sunt - în nas, ficat, sau unghiile.
În orice țesuturi ale corpului uman poate deveni doar celule stem, astfel încât următorul pas este de a transforma celulele stem in celule.
Pentru a face acest lucru, cercetatorii au folosit un tip de celule ser pentru tineri - shake de proteine care se poate întoarce ceasul și să se întoarcă orice celulă la starea inițială.
ilustrații de imagine legendă titularul dreptului iStock minuscul creierul nu se poate gândi: îi lipsește un organism care să-l ajute să proceseze informațiile
O săptămână mai târziu, ați format un strat de celule, care pot fi îndepărtate din vasul Petri, și apoi formează o minge de ea.
Lancaster trage recipient cu lichid roz. „Acum, ei sunt mici, dar le puteți vedea“, - spune ea.
Într-adevăr, în fiecare godeu se poate observa pete albe abia vizibile. „Ei par a fi încercarea de a deveni un embrion,“ - explică ea.
începe Ulterior procesul de diferențiere a celulelor stem și bile omogene transforma într-un set de celule diferite. Printre ei vor fi, și celulele creierului.
Este demn de remarcat faptul că cercetătorii ca părinți grijulii, bine hrăniți embrionii lor și să contribuie puternic la creșterea lor. Dar nu dureaza mult.
Apoi, peletele de celule au fost plasate într-un alt recipient, de data aceasta cu o cantitate mică de nutrienți. Celulele încep să moară de foame, și mulți dintre ei mor.
Supraviețui numai celulele creierului. „Ei sunt foarte rezistente, dar nimeni nu stie de ce,“ - a spus ea.
Trei luni mai târziu, vom obține creierul de aproximativ patru milimetri în diametru, conținând aproximativ două milioane de neuroni
In cele din urma, creierul in curs de dezvoltare este plasat în jeleu. „Acesta este un jeleu neobișnuit - în primul rând, este într-o stare lichidă, și cum căldura în incubator incepe sa se ingroase,“ - explică ea.
imita jeleu tesutul din jurul creierul unui embrion uman, inlocuirea craniului, si permite creierului sa se dezvolte relativ normal.
Acum ne putem aștepta doar. Trei luni mai târziu, vom obține creierul de aproximativ patru milimetri în diametru, conținând aproximativ două milioane de neuroni.
„Un creier complet dezvoltat al unui șoarece adult conține un total de patru milioane de neuroni, astfel încât studiul nostru a două este mai mult decât suficient“, - spune Lancaster.
Nu se cunoaște modul în care creierul nostru se nasc de gândire
Creierul nu se stinge activitatea electrica a neuronilor constant schimb de semnale. Lancaster spune că nu este o astfel de mare realizare din partea ei.
„Nu este nimic special - trebuie doar să ne putem asigura că am creat neuroni care efectuează misiunea lor de functionare,“ - explică ea.
Spre deosebire de celulele cardiace programate pentru a pompa sange, tind neuronii transmit impulsuri electrice.
„Chiar dacă paharul este doar un singur neuron, si va fi nimeni pentru a trimite impulsuri, această dorință este atât de mare, încât le va trimite la el însuși,“ - spune Lancaster.
ilustrații iStock legendă titularul dreptului de imagine într-un creier mic, creat de Lancaster si colegii sai au descoperit doua milioane de neuroni - doar de două ori mai puțin decât în creier de șoarece
În acest moment, creierul, creat de Lancaster, nu pot să cred, dar nu a fost în planurile ei.
Până în prezent, nu se cunoaște modul în care creierul nostru se nasc de gândire. Destul de ciudat, dar pentru a da o definiție clară a conceptului de „gândire“, de asemenea, nu a reușit.
Cu toate acestea, acest proces poate avea loc ca asta. Ca o regulă, primind stimuli din lumea exterioară (mirosuri, sunete, idei), stochează informația creier, întărind comunicarea dintre neuroni, sau formarea de noi neuroni.
Persoana medie, există aproximativ o mie de miliarde, ceea ce înseamnă că puterea creierului nostru este puterea de calculator, capabil să proceseze un trilion de biți pe secundă.
Dar aici e captura: chiar și cu o structură similară cu un creier convențional, creat artificial de creier nu se poate dezvolta în mod normal, fără un corp, care l-ar furniza informații despre lume.
„Neuronii funcționează, dar conexiunile dintre ele sunt aproape nici o“, - spune Lancaster.
Acest lucru poate fi explicat pe exemplul unui om care sa născut orb. „El nu vede lumina, și, prin urmare, zona a creierului responsabile pentru procesarea semnalelor respective, pur și simplu nu va fi format,“ - explică ea.
În ciuda superiorității noastre intelectuale, genetic ne difera de la cimpanzei cu numai 1,2%
Prin conectarea la un electroencefalograf creier crescut în mod artificial, cel mai probabil nu va primi nici un rezultat.
Așa-numitele unde cerebrale, care sunt capabile să detecteze acest aparat apar în timp ce excitație milioane de neuroni si activitatea lor electrice totală poate fi măsurată prin aplicarea electrozilor speciali scalp.
„Cred că este o experiență de învățare, aș fi nebun dacă am crezut că au format o rețea neuronală completă.“, - spune ea.
Dar Lancaster și nu au de gând să creeze un creier capabil de gândire conștientă. Avea nevoie de ei pentru a rezolva puzzle-ului de lungă durată: în ciuda superioritatea intelectuală, genetic ne difera de la cimpanzei cu numai 1,2%.
Aceasta este doar de 12 ori mai multe diferente genetice dintre indivizi (0,1%). De ce?
ilustrații de imagine legendă titularul dreptului iStock Lancaster si colegii ei au amestecat celulele creierului uman cu celulele creierului de cimpanzeu create din placenta
Pentru a afla, oamenii de stiinta au inlocuit genele individuale responsabile pentru dezvoltarea creierului, genele de cimpanzei, iar apoi a folosit aceste celule pentru a crea un hibrid al creierului uman si cimpanzeu.
După cum devine clar rolul fiecărei gene si cimpanzeii gene ale creierului, de exemplu, poate fi substanțial mai mică decât creierul uman normal, sau pot cuprinde mai puțini neuroni.
Cu alte cuvinte, creierul permite oamenilor de stiinta pentru a efectua experimente care altfel ele nu vor fi niciodată permis să efectueze (imaginați-vă ce s-ar produce o introducere de rezonanță gene de cimpanzeu în creierul unei persoane vii).
În viitor, Lancaster speră să organizeze o serie de experimente cu creierul cimpanzeu, cultivate in laborator.
Nu va fi ușor, pentru că această specie este protejată, și nu puteți doar să intre în celulă pentru a cimpanzeilor si ia bucata de piele. Cu toate acestea, au gasit chiar daca nu cele mai atractive, dar este o sursă adecvată de celule.
„Atunci când un animal în grădina zoologică aduce posteritate, placenta de obicei doar aruncat departe, dar putem alege-o singur“ - explică Lancaster.
Mai multe grupuri de oameni de știință sunt de lucru pentru a imbunatati nivelul creierului, furnizându-i cu sânge, astfel încât să poată ajunge la dimensiuni mari
Alți oameni de știință folosesc pentru studiul bolilor organite unice la om, inclusiv autism si schizofrenie. Anterior, explora cauzele lor în laborator nu a fost ușor, pentru că nu se găsesc la animale.
Să luăm, de exemplu, autismul. Copiii care suferă de o formă severă a bolii, nu se poate vorbi. Cum este posibil pentru a studia tulburare la soareci?
Comparând creier, crescut de la celulele pielii de la adulți sănătoși și la pacienții cu autism în ultimul an, oamenii de știință au reușit să dovedească faptul că această boală poate fi cauzată de un dezechilibru între cele două tipuri principale de neuroni - excitanți, adică semnale generatoare și de frânare - au efectul opus.
„Într-o funcție a creierului sanatoasa a acestor doua tipuri de neuroni foarte bine coordonate și are un impact enorm asupra funcționării întregului sistem“, - spune Lancaster.
ilustrații de imagine legendă titularul dreptului iStock în mod artificial creierul cultivate poate schimba intelegerea noastra de propria noastră conștiință
Adevărata descoperire a fost descoperirea că, prin utilizarea creierului crescute în mod artificial nu se poate reproduce numai tulburare, dar, de asemenea, să se întoarcă în trecut și pentru a înțelege diferența dintre un creier uman cu autism.
„Puteți urmări procesul de dezvoltare și să descopere în ce moment există diferențe în condiții normale, este imposibil.“ - a spus ea.
Brain, creat în laborator s-au schimbat deja intelegerea noastra a acestui organism, bolile sale și care distinge oamenii de la toate celelalte specii.
Deci, ce ne așteaptă în viitor? Mai multe grupuri de oameni de știință sunt de lucru pentru a imbunatati nivelul creierului, furnizându-i cu sânge, astfel încât să poată ajunge la dimensiuni mari.
În prezent, 4mm creier total dependent de oxigen si substante nutritive care vin în ea din lichidul înconjurător.
Pentru mulți oameni de știință Scopul final este de a crea un creier, care ar funcționa ca un om normal - cu rețele neuronale, și care pot fi prelucrate de orice substanțe și tăiat pentru a studia creierul de soareci de laborator.
Dar, în timp ce organite sunt inerte, ca piese de popcorn, pe care le plac.