Los organoides cerebrales se cultivan artificialmente, cultivos de tejidos en 3D que se asemejan al cerebro humano. Ahora, investigadores de Japón reportan redes neuronales funcionales derivadas de estos organoides en un estudio publicado el 27 de junio en la revista Informes de células madre . Aunque los organoides no están realmente "pensando", la nueva herramienta de los investigadores, que detecta la actividad neuronal usando organoides, podría proporcionar un método para comprender la función del cerebro humano.
"Debido a que pueden imitar el desarrollo cerebral, los organoides cerebrales pueden usarse como un sustituto del cerebro humano para estudiar trastornos complejos del desarrollo y neurológicos", dice el autor correspondiente Jun Takahashi, profesor de la Universidad de Kyoto.
Sin embargo, estos estudios son desafiantes, porque los organoides cerebrales actuales carecen de estructuras de soporte deseables, como los vasos sanguíneos y los tejidos circundantes, dice Takahashi. Dado que los investigadores tienen una capacidad limitada para evaluar las actividades neuronales de los organoides, también ha sido difícil evaluar de manera integralevaluar la función de las redes neuronales.
"En nuestro estudio, creamos una nueva herramienta de análisis funcional para evaluar el cambio dinámico integral de la actividad de la red en un campo detectado, que reflejó las actividades de más de 1,000 células", dice el primer autor y co-corresponsal Hideya Sakaguchi, un postdoctoralmiembro de la Universidad de Kyoto actualmente en el Instituto Salk. "Lo interesante de este estudio es que pudimos detectar cambios dinámicos en la actividad de iones de calcio y visualizar actividades celulares integrales".
Para generar los organoides, Takahashi, Sakaguchi y su equipo crearon una bola de células madre pluripotentes que tienen el potencial de diferenciarse en varios tejidos corporales. Luego, colocaron las células en un plato lleno de medio de cultivo que imitaba el ambiente necesariopara el desarrollo cerebral. Utilizando los organoides, el equipo visualizó con éxito actividades sincronizadas y no sincronizadas en redes y conexiones entre neuronas individuales. La actividad neuronal sincronizada puede ser la base de diversas funciones cerebrales, incluida la memoria.
"Creemos que nuestro trabajo introduce la posibilidad de una evaluación amplia de la actividad neuronal derivada de células humanas", dice Sakaguchi. El método podría ayudar a los investigadores a comprender los procesos mediante los cuales la información se codifica en el cerebro a través de la actividad de poblaciones celulares específicas,así como los mecanismos fundamentales que subyacen a las enfermedades psiquiátricas, dice.
Si bien los organoides cerebrales proporcionan un medio para estudiar el cerebro humano, se han planteado preocupaciones éticas con respecto a la función neural de los organoides cerebrales.
"Debido a que los organoides cerebrales imitan el proceso de desarrollo, una preocupación es que también tienen actividades mentales como la conciencia en el futuro", dice Sakaguchi. "Algunas personas han hecho referencia al famoso experimento mental 'cerebros en una cuba' propuesto por Hilary Putnam, que los cerebros colocados en una tina de líquido que sostiene la vida con conexión a una computadora pueden tener la misma conciencia que los seres humanos ".
Sin embargo, Takahashi y Sakaguchi creen que es poco probable que los organoides cerebrales desarrollen la conciencia porque carecen de información de sus entornos circundantes.
"La conciencia requiere experiencia subjetiva, y los organoides cerebrales sin tejidos sensoriales no tendrán entrada sensorial y salida motora", dice Sakaguchi. "Sin embargo, si los organoides cerebrales con un sistema de entrada y salida desarrollan conciencia que requiere consideración moral, la investigación básica y aplicadade estos organoides cerebrales se convertirá en un tremendo desafío ético "
En el futuro, la investigación organoide aplicada probablemente explorará tres áreas principales: descubrimiento de fármacos, modelado de trastornos neuropsiquiátricos y medicina regenerativa, dice Takahashi.
"Los organoides cerebrales pueden aportar grandes avances a las compañías farmacológicas al reemplazar los modelos animales tradicionales y también pueden usarse para modelar enfermedades neuronales no tratables", dice. "Usando nuestro método, será posible analizar los patrones de actividad celular en las funciones cerebrales paraexplorar más a fondo estas áreas "
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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