Ilmuwan berusaha untuk membuat otak manusia dan hewan lain sedekat mungkin dengan saat ini. Ini penting untuk eksperimen, transplantasi organ, dan studi penyakit. Ada kemungkinan bahwa dalam waktu dekat dimungkinkan untuk menumbuhkan sampel dengan kesadaran dalam tabung reaksi.
Babi tanpa kepala
Pada April 2018, jurnal Nature menerbitkan surat terbuka dari 17 ahli neurofisiologi terkemuka di dunia yang menyerukan pengembangan aturan dan batasan untuk eksperimen dengan jaringan saraf yang tumbuh secara artifisial, karena dalam waktu dekat dimungkinkan untuk menciptakan kembali tidak hanya struktur, tetapi juga fungsi otak. Dengan kata lain, sangat mungkin bahwa beberapa sampel laboratorium akan menunjukkan tanda-tanda kesadaran, dan Anda perlu bersiap untuk ini. Faktanya, ini adalah tanggapan atas laporan para ilmuwan di Universitas Yale bahwa mereka membiarkan otak babi, terpisah dari tubuh, hidup selama 36 jam. Sistem pompa berpemanas BrainEx yang dirancang khusus dan pengganti darah sintetis digunakan untuk memulihkan sirkulasi darah ke otak lebih dari seratus hewan empat jam setelah mereka dipenggal. Dalam otak yang dihidupkan kembali dengan cara ini, miliaran sel saraf yang hidup dan efisien ditemukan. Namun, tidak ada aktivitas listrik - hal ini ditunjukkan dengan elektroensefalogram. Oleh karena itu, para ilmuwan menyimpulkan bahwa otak itu hidup, tetapi dalam keadaan koma, yang berarti tidak ada kesadaran. Menurut penulis penelitian, otak babi yang direvitalisasi selanjutnya dapat berfungsi sebagai bahan untuk menguji obat baru untuk kanker atau penyakit Alzheimer. Selain itu, secara teknis, penemuan ini dapat dilihat sebagai cara untuk menjaga organ tetap hidup untuk transplantasi lebih lanjut atau untuk membuat otak tumbuh di laboratorium. Menurut penulis penelitian, otak babi yang direvitalisasi selanjutnya dapat berfungsi sebagai bahan untuk menguji obat baru untuk kanker atau penyakit Alzheimer. Selain itu, secara teknis, penemuan ini dapat dilihat sebagai cara untuk menjaga organ tetap hidup untuk transplantasi lebih lanjut atau untuk membuat otak tumbuh di laboratorium. Menurut penulis penelitian, otak babi yang direvitalisasi selanjutnya dapat berfungsi sebagai bahan untuk menguji obat baru untuk kanker atau penyakit Alzheimer. Selain itu, secara teknis, penemuan ini dapat dilihat sebagai cara untuk menjaga organ tetap hidup untuk transplantasi lebih lanjut atau untuk membuat otak tumbuh di laboratorium.
Otak di dalam tabung reaksi
Masalah ini telah ditangani dengan cermat sejak pertengahan 2000-an, ketika ahli biologi Jepang secara konsisten menumbuhkan korteks serebral, kelenjar pituitari, dan mangkuk optik - hasil dari dinding diencephalon pada embrio mamalia. Sel induk telah digunakan di mana-mana sebagai bahan bangunan. Pada tahun 2012, para ilmuwan Amerika memperoleh kondisi laboratorium otak depan dengan korteks, tahap perkembangan yang berhubungan dengan otak embrio manusia pada akhir trimester pertama kehamilan. Para ahli di Universitas Stanford melangkah lebih jauh dan tiga tahun kemudian menciptakan benjolan kecil yang meniru otak bayi yang baru lahir segera setelah lahir. Pada saat yang sama, para peneliti dari Universitas Ohio menumbuhkan otak manusia yang lengkap dari sel induk, sesuai dengan tingkat embrio berusia lima minggu. Menurut penulis eksperimen,hampir sepenuhnya mereproduksi semua area utama otak, tetapi sistem vaskularnya kurang. Karena itu, dia tidak bisa berkembang lebih jauh dan berfungsi.
Kecil tapi jauh
Otak tabung reaksi masih sangat kecil. Misalnya, ukuran sampel Stanford hanya tiga hingga empat milimeter. Organ buatan Ohio itu tidak lebih besar dari penghapus di ujung pensil.
Video promosi:
Alasan utama penurunan ini adalah kekurangan oksigen dan nutrisi, yang dikirimkan oleh sistem vaskular ke organ dalam. Otak buatan tidak memiliki sistem seperti itu, dan satu-satunya cara yang mungkin untuk molekul zat yang diperlukan untuk menembus adalah melalui jaringan.
Selain itu, larutan nutrisi tempat otak tumbuh tidak dapat sepenuhnya mereproduksi lingkungan mikro spesifik tempat otak manusia tumbuh dan berkembang. Ini, pada gilirannya, membatasi akses molekul pemberi sinyal yang mengirimkan sinyal, atau rangsangan, dari sel ke sel. Dalam organisme hidup, gangguan pada transmisi sinyal menyebabkan perkembangan kanker, penyakit autoimun dan diabetes, pada penyakit buatan - hingga batasan ukuran.
Otak neanderthal
Salah satu solusi yang mungkin adalah penciptaan hewan chimera, yaitu transplantasi bagian otak manusia yang sudah tumbuh ke beberapa jenis hewan laboratorium. Percobaan pertama dilakukan pada tikus. Pada 2015, spesialis dari Salk Institute for Biological Research (AS) mengumumkan bahwa mereka mentransplantasikan organel yang tumbuh dalam tabung reaksi ke dalam otak tikus dan berhasil menghubungkannya ke sistem peredaran darah hewan. Setelah tiga bulan, 80 persen tikus telah membuat jaringan saraf tiruan. Benar, sebagai penulis catatan pekerjaan, hewan pengerat yang dioperasi tidak menjadi lebih pintar: perilaku mereka tidak berbeda dari biasanya. Para ilmuwan percaya bahwa penelitian semacam itu akan merevolusi pengobatan regeneratif dan memungkinkan sel yang tumbuh ditanamkan pada manusia. Jika eksperimen berhasil, dimungkinkan untuk mentransplantasikan organel apa pun yang dibuat dalam tabung reaksi - termasuk yang Neanderthal. Belum lama berselang, ahli biologi Amerika memperoleh otak Neanderthal di laboratorium. Untuk ini, karakteristik mutasi genom orang purba dimasukkan ke dalam DNA sel induk. Satu mutasi secara radikal mengubah struktur koneksi saraf dan bahkan bentuk organel.
Neuron di jaringan saraf Neanderthal bermigrasi lebih cepat dan membentuk lebih sedikit sinapsis dibandingkan dengan otak manusia. Menurut penulis penelitian, ini mirip dengan apa yang terjadi pada organel yang terbuat dari sel autis. Tetapi jaringan saraf tiruan itu sendiri tidak banyak menjelaskan tentang bagaimana otak orang dewasa akan berfungsi - dan inilah yang sangat menarik bagi para ilmuwan.
Untuk memahami semua proses yang terjadi di otak Neanderthal, Anda perlu memperbaiki aktivitas listrik di dalamnya, yang menunjukkan kesadaran. Dan di sini para ilmuwan akan memasuki zona abu-abu, yang diperingatkan oleh penulis surat bulan April. Mereka akan memiliki model eksperimental yang luar biasa yang akan membantu menjawab banyak pertanyaan, tetapi model ini akan merasakan segalanya dan mungkin mengerti.
Alfiya Enikeeva
