Авг
2014
На протяжение довольно длительного времени ученые стремились к лучшему и более детальному пониманию человеческого мозга, однако, они встретились с многочисленными трудностями, связанными со сложностью строения и функционирования данного органа. К тому же, определенную трудность представляет и изучение физиологии мозга в живом организме. Теперь же исследователи из Университета Тафтс в Медфорде создали трехмерную модель ткани мозга, которая может имитировать мозговые функции.
Исследовательская группа, включая старшего автора работы, доктора Дэвида Каплана, профессора биомедицинской инженерии, сообщает, что разработанная ими модель открывает возможности для изучения мозговых функций, травм и заболеваний мозга, а также их лечения. Результаты проведенного исследования были опубликованы в журнале The proceedings Национальной академии наук.
Для изучения функции нейронов исследователи в настоящее время должны выращивать их в чашках Петри. Однако, сложная структура ткани головного мозга, которая состоит из разделенных областей серого и белого вещества, не мжет быть воспроизведена в такого рода двухмерной модели нейронов.
Серое вещество в сновном состоит из тел нейронов, тогда как белое вещество содержит нервные волокна, или аксоны. Именно аксоны ответственны за передачу сигналов между нейронами.
При повреждении головного мозга или развитии заболевания мозга серое и белое вещества имеют разную степень поражения, в связи с чем возникла необходимость создания специфической модели ткани мозга для раздельного изучения обоих зон мозга.
Как поясняет профессор Каплан, существует несколько достаточно хороших вариантов изучения физиологии мозга в живом организме, однако, изучение серого и белого вещества до сих пор представляет определенные трудности. Недавно ученые пытались создать функциональную ткань мозга посредством выращивания нейронов в трехмерном коллагеновом геле, однако, не добились успеха, поскольку такая модель имела небольшую продолжительность жизни и не обладала необходимой функциональностью.
Сначала профессор Каплан и его коллеги соединили два материала: протеин шелка и гель на основе коллагена: первый действовал в качестве губчатого каркаса, к которому прикреплялись нейроны, тогда как гель стимулировал рост нервных волокон. После этого каркас разрезали на куски в виде пончиков и населили нейронами крыс, после чего залили в середину коллагеновый гель, который далее проник в каркас по всему объему.
