باحثون يطورون نموذجًا ثلاثي الأبعاد لدماغ الإنسان

نجح علماء لأول مرة، في تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد للدماغ باستخدام الخلايا البشرية، مما يسمح لهم بدراسة أنشطة الدماغ بشكل أفضل.ووفقًا لصحيفة "ديلي ميل" البريطانية، استطاع باحثون أميركيون في جامعة "تافتس" في ولاية "ماساتشوستس" الأميركية، من تطوير أول نموذج ثلاثي الأبعاد قادر على محاكاة وظائف أنسجة المخ البيضاء والرمادية والعمليات الكيميائية والعصبية فيها، ما يمنح فرصًا جديدة لدراسة كيفية عمل الدماغ وعلاج أمراض، مثل باركنسون والزهايمر وحالات التلف في أنسجة الدماغ الناتجة عن الصدمات.

يُذكر أن الباحثون قاموا بزراعة أنسجة المخ لسنوات، ولكن هذه التقنية الجديدة تستخدم لأول مرة الأنسجة المحايدة الوظيفية، لإنشاء نسيج ثلاثي الأبعاد مستمد من الخلايا الجذعية والذي يشبه المخ.

وأوضحت الصحيفة، أن فريق من الباحثين بقيادة جامعة "تافتس" قاموا بتطوير نماذج ثلاثية الأبعاد للأنسجة البشرية للجهاز العصبي المركز، ويُحاكي هذا النموذج الخصائص الهيكلية والوظيفية للدماغ والنشاط العصبي المتواصل على مدى عدة أشهر، وتسمح نماذج الأنسجة باستكشاف للعلماء للتفاعلات داخل المخ وتطور الأمراض والاستجابة إلى العلاج.

ووفقًا للنتائج التي نشرت في مجلة "ACS Biomaterials Science & Engineering"، وهي مجلة تابعة إلى الجمعية الأمريكية الكيميائية، فإن نماذج الأنسجة الدماغية ثلاثية الأبعاد، تتغلب على تحدي رئيسي في النماذج السابقة، والتي كان بها نقص في الخلايا العصبية البشرية المتاحة.

ويرجع ذلك إلى أن الأنسجة العصبية نادرًا ما تتم جمعها من المرضى الأصحاء، وعادة ما تكون متاحة فقط بعد الوفاة، وبدلًا من ذلك، يتم ملء نماذج الأنسجة ثلاثية الأبعاد الآن بالخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة من الإنسان "iPSCs"، والتي يمكن اشتقاقها من مصادر عديدة، بما في ذلك جلد المريض.

وأشار ديفيد كابلان، رئيس قسم الهندسة الحيوية الطبية في جامعة "تافتس"، والمشرف الرئيسي على الدراسة الممولة من المعاهد الأمريكية للصحة، إلى أن ثمة فرصًا ضئيلة لدراسة وظائف الدماغ الحي، وبالتالي كان يجب إيجاد خيارات جديدة لفهم ومعالجة مجال واسع من الاضطرابات العصبية.

ويتطلع الباحثون إلى الاستفادة بشكل أكبر من نماذج الأنسجة ثلاثية الأبعاد بتقنيات التصوير المتقدمة، وإضافة أنواع أخرى من الخلايا، ما يمكن أن يخلق نموذجًا أكثر اكتمالًا لبيئة الدماغ والتفاعلات المعقدة.