Hjernen er det mest komplekse og dårligt studerede organ. Den mindste krænkelse i den kan deaktivere hele personen, slukke for bevidstheden. Er det muligt at skabe en "protese" til en beskadiget hjerne? Moderne medicin er endnu ikke i stand til en sådan opgave, men forskere forsøger allerede allerede at gøre noget i denne retning.
Kunstig hukommelse
En del af hjernen kaldet hippocampus styrer vores minder. Hvis den er beskadiget, er personen ikke i stand til at huske oplysninger i lang tid. Hippocampus er ikke kun truet af skade, men også af forskellige neurologiske lidelser, for eksempel epilepsi, depression, Alzheimers sygdom.
Siden 2012 har en gruppe amerikanske forskere ledet af Theodore Berger udviklet en anordning, der erstatter den beskadigede del af hippocampus. Det er en chip med to sæt elektroder, der registrerer korttidshukommelser. Ved hjælp af det første sæt elektroder sendes elektriske impulser fra hippocampus til chippen, og derfra sendes de til computeren. Han konverterer dataene til langtidshukommelser og sender dem til et andet sæt elektroder, implanteret i en sund del af hippocampus.
Den kunstige hippocampus blev testet i rotter. Dyrene blev injiceret med et stof, der forstyrrer langtidshukommelsen, derefter blev en chip forbundet, og deres evne til at huske information blev testet. Implantater har vist sig at være effektive. Ifølge Bergers gruppe blev lignende eksperimenter udført på aber og endda på patienter med epilepsi. Selvfølgelig er der i den menneskelige hjerne for mange neuroner og forbindelser mellem dem, så det er for tidligt at tale om behandlingen af mennesker. Ikke desto mindre agter forskerne at bringe implantatet på markedet, som de skabte en startkernel, som blev ledet af Berger.
Redningsbur
Salgsfremmende video:
På grund af skader og sygdomme brydes forbindelser i neurale netværk, og funktionerne, som de beskadigede dele af hjernen udføres, går tabt. I nogle tilfælde er kroppen i stand til at gendanne forbindelser mellem neuroner alene, den har kun brug for en ramme, hvorpå nye væv vil vokse.
Det naturlige stillads til vævsvækst i kroppen er den ekstracellulære matrix. Det fungerer også som en barriere mellem celler og blod, lagrer biologisk aktive molekyler produceret af cellerne det indeholder, giver en tilstrømning af næringsstoffer og ilt til celler og fjerner affaldsprodukter. Svigt i funktionen af den ekstracellulære matrix fører til neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers og Parkinson, og forskellige former for demens. Den nye ramme kunne lette patientens tilstand og endda helbrede ham.
Læger fra det første statslige medicinske universitet i Moskva opkaldt efter IM Sechenov og det nationale medicinske forskningscenter for børns sundhed sammen med fysikere fra Institut for fotoniske teknologier fra det føderale forskningscenter "Krystallografi og fotonik" besluttede at oprette en protese til den ekstracellulære matrix til hjernen. Projektet blev støttet af Russian Science Foundation.
”Vores forskningscyklus er dedikeret til udvikling af tredimensionelle kunstige materialer, analoger til den ekstracellulære matrix lavet af polymerer. De gentager de mekaniske egenskaber i hjernen, understøtter væksten og opdelingen af celler. De oprettede strukturer vil være i stand til at efterligne den mistede intercellulære matrix af nervevævet og bidrage til dets genoprettelse,”siger Petr Timashev, førende forsker ved Institut for Fotoniske Teknologier, direktør for Institutet for regenerativ medicin ved det første Moskva State Medical University opkaldt efter IM Sechenov, vinder af Moskva-regeringsprisen.
Transplantatet gennemgår allerede kliniske forsøg med forsøgsdyr. Forskere tog hjernevæv fra en mus og transplanterede det på en polymermatrix, der efterligner den ekstracellulære matrix. Da vævene voksede på matrixen, blev forskerne overbevist om, at neuronerne udveksler elektrokemiske impulser. Det vil sige neurotransmittere i væv - stoffer, der transmitterer elektrokemiske impulser mellem neuroner - med succes udfører deres funktion.
Sådan ser musehippocampusceller transplanteret på en polymermatrix ud på den 10. udviklingsdag / Institut for regenerativ medicin fra det første Moskva State Medical University opkaldt efter DEM. Sechenova, Institute of Photonic Technologies, Research Center Crystallography and Photonics, Russian Academy of Sciences, Petr Timashev.
Nu har forfatterne af udviklingen til hensigt at evaluere, hvordan "protesen" absorberes i en levende organisme, når vævene er vokset og genopbygget. Derudover skal biologer undersøge reaktionen fra de omgivende væv på implanterbare strukturer og forhindre afvisning af matrixen.
En kunstig, ekstracellulær matrix er nyttig ikke kun for hjernen, men også til at gendanne integriteten af vævene i muskuloskeletalsystemet, for eksempel epitelfor, i urinrøret, mave-tarmkanalen såvel som for hudlæsioner. Til rekonstruktiv kirurgi udvikler forskere analoger af knoglevæv, vaskulære proteser, plader baseret på den ekstracellulære matrix.