سایبورگ تادپول ها به ما کمک می کنند تا یاد بگیریم که چگونه رشد مغز شروع می شود

چگونه مغز ما ، که قادر به ایجاد افکار ، اقدامات پیچیده و حتی خود تأمل است ، به هیچ وجه تبدیل نشده است؟ تجربه ای در Tadpoles ، که در آن یک کاشت الکترونیکی در اولین مرحله جنینی در پیشرو مغز آنها گنجانیده شده است ، ممکن است ما را به پاسخ به این سؤال نزدیکتر کند.

تلاش های گذشته برای جستجو در فرآیندهای عصبی توسعه به ابزارهایی مانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی یا سیمهای الکترود سخت در مغز متکی است. اما وضوح تصویربرداری برای مفید بودن بسیار کم بود ، در حالی که موضوعات سخت مغز را بیش از حد آسیب می رساند تا چیزی غیر از یک لحظه از یک لحظه خاص توسعه ارائه دهد.

حالا ، جیا لیو در دانشگاه هاروارد و همکارانش ماده ای را شناسایی کردند – نوعی پرفلوروپلیمر – که شیرینی و انطباق آن مطابق با مواد مغز است. آنها از آن برای ساختن مش نرم و کشش در اطراف هادی های فوق العاده آتین استفاده کردند که سپس در صفحه عصبی قرار داده اند – یک ساختار مسطح و در دسترس که لوله عصبی ، پیشرو مغز – قورباغه پنجه آفریقایی را تشکیل می دهد (Xenopus laevis) جنین.

در حالی که صفحه عصبی خارج و گسترش یافت ، مش نوع روبان در معرض مغز در حال رشد قرار گرفت ، جایی که در حین کشش و تکیه دادن به پارچه ، عملکرد خود را حفظ می کرد. هنگامی که محققان می خواستند سیگنال های مغز را اندازه بگیرند ، آنها مش را به رایانه ای برنده شدند که فعالیت عصبی را نشان می داد.

به نظر می رسید که کاشت نه به مغز آسیب می رساند و نه باعث پاسخ ایمنی می شود ، و جنین ها همانطور که انتظار می رفت در تادول ها ایجاد شده است. لیو می گوید ، حداقل یک نفر همچنان به یک قورباغه معمولی تبدیل شد.

می گوید: “ادغام همه مواد و ساختن همه چیز بسیار باورنکردنی است.” کریستوفر شرطنگر در دانشگاه کارنگی ملون در پنسیلوانیا. “این ابزاری عالی است که به طور بالقوه می تواند با اجازه دادن به زیست شناسان برای اندازه گیری فعالیت عصبی در طول توسعه ، علوم اعصاب اساسی را پیش ببرد.”

این تیم دو نکته اصلی برای یادآوری تجربه دارد. اول ، مدل های فعالیت عصبی مطابق برنامه ریزی تغییر کرده اند زیرا بافت ها به ساختارهای تخصصی مسئول عملکردهای مختلف متمایز می شوند. لیو توضیح می دهد که این امکان وجود ندارد که چگونه یک قطعه پارچه در یک دستگاه محاسبه خود استفاده می کند.

رمز و راز دوم این بود که چگونه فعالیت مغز یک حیوان احیا کننده پس از قطع عضو تغییر می کند. یک ایده طولانی مدت این بود که فعالیت الکتریکی به وضعیت قبلی توسعه می رود ، که تیم با استفاده از کاشت خود در تجربه ای که مربوط به آکسولوتل ها است ، تأیید کرد.

تیم لیو اکنون تحقیقات را شامل می شود تا جوندگان را شامل شود. بر خلاف دوزیستان ، پیشرفت آنها در یک رحم صورت می گیرد ، بنابراین ایجاد مش نیاز به لقاح آزمایشگاهی و یک روش پیچیده تر برای اندازه گیری انتقال سیگنال از کابل مش به رایانه است. با این حال ، لیو امیدوار است که ایده هایی که احتمالاً با مشاهده اولین مراحل از شرایطی مانند اوتیسم و ​​اسکیزوفرنی به دست می آیند ، ارزش آن را دارند.

Betinger توضیح می دهد که از دستگاه های مشابه به طور بالقوه می تواند برای نظارت بر بازسازی عصبی عضلانی پس از ترمیم و توانبخشی صدمات استفاده شود. وی گفت: “به طور کلی ، این یک تور تور چشمگیر است که میزان بالقوه برنامه های الکترونیکی فوق العاده سازگار را برجسته می کند.”

سوژه ها: