Bizim beyin Santa Cruz’daki Kaliforniya Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, küçük ölçekli yeni çalışmaları ile önceden kablolanmış olduklarını söylüyorlar. beyin modeller, elektriksel aktivitenin herhangi bir dış deneyim olmadan beyinde başladığını göstermektedir.
Bilim adamları uzun zamandır doğanın ve doğanın etkilerini tartışıyorlar. yetiştirmek ve bu faktörlerin hayatın ilk anlarını bile nasıl şekillendirdiğini merak ettim. beyin aktivite. Ekip, en erken elektriksel uyarıların nereden kaynaklandığını keşfetmek için bir model üretti. beyin gerçek insandan yapılmış, organoid adı verilen beyin dokusuyeni bir makalede bildirildiği üzere Doğa Sinir Bilimi.
En Erken Elektrik Faaliyeti
Araştırmacılar, duyusal deneyimlerden tamamen arındırılmış olan organoid modellerindeki elektriksel aktivitenin, yalnızca rastgele ateşlemeler olmadığını, yapılandırılmış modellerde meydana geldiğini buldular. Bu, beynimizin doğumdan itibaren çevremizi belirli bir şekilde işlemeye önceden ayarlandığını gösteriyor.
“Bu hücreler açıkça birbirleriyle etkileşime giriyor ve biz dış dünyadan herhangi bir şey deneyimlemeden önce kendi kendine birleşen devreler oluşturuyor.” dedi kıdemli yazar Tal SharfBaskin Mühendislik Okulu’nda biyomoleküler mühendislik alanında yardımcı doçent. “Var olan ve ilkel bir durumda ortaya çıkan bir işletim sistemi var.”
Sharf, “Laboratuvarımda, beynin işletim sisteminin bu ilkel versiyonunu incelemek ve beynin duyusal deneyimlerle şekillenmeden önce kendisini nasıl oluşturduğunu incelemek için beyin organoidleri yetiştiriyoruz” dedi.
Beyin gelişiminin en erken aşamalarını anlamak, daha sonra ortaya çıkan sorunların tedavisini ilerletmek için temel bir bilimsel hedeftir. Bu temel, araştırmacılara, mikroplastikler ve pestisitler de dahil olmak üzere toksinlerin beyin gelişimini nasıl etkileyebileceğini araştırırken karşılaştırma için açık bir temel sağlıyor. Ayrıca diğer nörogelişimsel bozukluk türlerinin normal işleyişinden nerede sapmaya başladığını daha iyi anlamalarını sağlayacaktır.
İnsan Beyninin Modellenmesi
İnsan beyni genellikle bir bilgisayarla eş tutulur, çünkü her ikisi de insanlarda nöronların ateşlenmesini içeren elektrik sinyalleriyle çalışır. Bununla birlikte, erken insan beyninin derinlemesine incelenmesi çok daha zordur, çünkü rahimdeki ilk beşiğin gözlemciler için güvenli bir şekilde nüfuz etmesi zordur. Bu nedenle, kök hücrelerden yetiştirilen insan beyin dokusundan oluşturulan organoidler, araştırmacıların bu organik bilgisayarı ilk kez başlatıldığında izlemenin en kolay yoludur.
UC Santa Cruz, beyin gelişimini ve bozukluklarını daha iyi anlamak amacıyla bu modelleri büyütmek ve ölçmek için yeni yöntemler geliştiren UC Santa Cruz, UC San Francisco ve UC Santa Barbara’dan araştırmacılardan oluşan bir ekip olan Braingeneers grubuna ev sahipliği yapıyor. Mikroçipler, araştırmacılar için çeşitli testler gerçekleştirirken organoidlerin elektriksel aktivitesini ölçüyor.
Organoid araştırmalarının en ilginç yönlerinden biri, bilim adamlarının, insan deneklerde mümkün olmayan bir şekilde, beyin gelişimini duyusal girdilerden tamamen izole etmelerine olanak sağlamasıdır. Ek olarak çalışma, sınırsız sayıda denekle yeni tür etik beyin araştırmalarının yürütülmesine olanak sağlıyor.
Sharf, “Herhangi bir duyusal girdiden veya organlarla iletişimden doğası gereği ayrılmış bir organoid sistem, bu kendi kendine toplanma sürecinde neler olduğuna dair size bir pencere veriyor” dedi. “Bu kendi kendine birleşme sürecini geleneksel 2 boyutlu hücre kültürüyle gerçekleştirmek gerçekten çok zor; hücre çeşitliliğini ve mimariyi elde edemezsiniz. Hücrelerin birbirleriyle yakın temas halinde olması gerekiyor.”
Sharf şunu ekliyor: “Başlangıç koşullarını kontrol etmeye çalışıyoruz, böylece biyolojinin harika işini yapmasına izin verebiliriz.”
Duyular Etkinleştir
Kök hücreler kendilerini beyin dokusunda birleştirmeye başladıkları andan itibaren ekip, onların elektriksel aktivitelerini gözlemliyordu. En ilginç keşiflerden biri, normal beyin gelişimine yalnızca birkaç ay kala, hücrelerin dış duyuları tercüme etmeyle ilgili elektrik sinyalleri üretmesiydi. Bu, bir çocuğun herhangi bir dış duyusal uyarıyı deneyimlemesinden çok önce ve hücrelerin bunu yapacak aparattan tamamen kopmuş olması, beynin çevremizi deneyimlemek ve yönlendirmek için önceden programlanmış olduğunu düşündürmektedir.
Sharf, “Doğal olarak kendi kendini organize eden bu sistemler, etrafımızdaki dünyanın temsilini inşa etmek için bir temel oluşturabilir” dedi. “Onları bu erken aşamalarda görebilmemiz gerçeği, evrimin, merkezi sinir sisteminin, dünyada gezinmemize ve dünyayla etkileşime girmemize izin verecek bir harita oluşturabilmesinin bir yolunu bulduğunu gösteriyor.”
Onlarca yıldır yapılan sinirbilim araştırmaları, beynin, zamanla daha fazla duyusal girdiyle hassaslaşan varsayılan ayarlarla geldiğini ortaya çıkardı. Ancak bu, araştırmacıların herhangi bir girdi olmadan üretilen duyusal sinyaller için bir temel çizgiyi keşfettiği ilk seferdir.
Sharf, “İnsan dokusunda inceleyebileceğimiz patolojik başlangıçların işaretleri olabilecek karmaşık dinamikleri yakalamak için bir temel olduğunu gösteriyoruz” dedi. “Bu, klinik öncesi düzeyde klinisyenlerle çalışarak daha ucuz, daha verimli ve daha yüksek verim sağlayabilecek bileşikler, ilaç tedavileri ve gen düzenleme araçlarını potansiyel olarak geliştirmek için terapiler geliştirmemize olanak tanıyacaktır.”
Kağıt, “İnsan Beyni Organoidlerinde Önceden Yapılandırılmış Nöronal Ateşleme Dizileri“diye ortaya çıktı Doğa Sinir Bilimi 24 Kasım 2025’te.
Ryan Whalen The Debrief için bilim ve teknolojiyi ele alıyor. Tarih alanında yüksek lisans derecesine ve Kütüphane ve Bilgi Bilimi alanında yüksek lisans derecesine ve Veri Bilimi sertifikasına sahiptir. Kendisiyle iletişim kurulabilir [email protected]ve onu Twitter’da takip edin @mdntwvlf.
Source link
