Živý mozek v Petriho misce: Vědecké bádání na živé tkáni může odhalit i staletí staré záhady

Váš mozek je aktivní 24 hodin denně a 7 dní v týdnu. Právě to vám dovoluje se naučit nový jazyk, naplánovat si den, uchovat si šťastnou vzpomínku nebo snít. Otázka, jak vlastně funguje, je pro badatele přes veškerý dosavadní pokrok a technické možnosti stále záhadou. Neurovědci už studovali i zvířecí mozky, není to ale ideální řešení. Novou studii v tomto směru přináší dánská laboratoř v Aarhusu.

Přímá cesta k lidskému mozku

Je to jako studovat staré „véčko“, abychom věděli, jak opravit dnešní smartphone. Ano, mají společné vlastnosti (volání a kontakty), ale ty dnešní jsou mnohem složitější. Právě proto se v laboratoři na univerzitě v Aarhusu vydali přímou cestou. Zkoumají tam totiž dnešní hypotézy přímo na živé mozkové tkáni. A jako první v Dánsku udrželi takovou tkáň naživu po dobu celých dvou týdnů. To rozhodně není malý úspěch, protože to vyžaduje hodně koordinace.

iZdroj fotografie: Se souhlasem Emma Louth

Dánsko povzbudilo badatele a lékaře, aby pracovali společně, a konkrétně v Aarhusu existuje silné propojení s nemocnicí. Neurochirurgové tak laboratoř informují, kdy se chystají pacienti na zákroky na lebce a které části mozku budou odebrány. Pak jsou tkáně umístěny do speciálního roztoku, který udržuje neurony naživu, a jsou vloženy do inkubátoru. V něm je udržována dostatečná teplota a vlhkost, což je ideální prostředí na udržení jakýchkoli buněk naživu.

Neurální mechanismy a učení o paměti

Výzkum se soustředí hlavně na to, jak spolu neurony komunikují. Když tomuto procesu porozumíme a dovedeme jej posílit, můžeme se naučit více o mechanismech, které stojí za učením, pozorností i pamětí. Dospělé mozky u lidí i myší jsou méně plastické než ty mladší, takže spojení nejdou posílit tak jednoduše. Stejně tak je pro mozek mnohem složitější získat kontrolu nad spojením, pokud bylo za nějakých okolností ztraceno.

iZdroj fotografie: Depositphotos

Za ztrátu motorických nebo řečových funkcí mohou obvykle krevní sraženiny. Děti a mladší ročníky se z takových nehod vzpamatovávají mnohem snadněji. Spojení posiluje dopamin, nicméně mechanismus je u lidí a myší nejspíš odlišný. Neurony jsou pokryty malými receptory pro nejrůznější signální molekuly, které čekají, až přijde ten správný impulz. Je to jako dvě části skládačky, které ve chvíli, kdy se propojí, předají signál dál.

Nenahraditelná role zvířecích modelů

Proč si vlastně vědci v laboratořích nechávají zvířecí modely? Zvířecí tkáně poskytují určitou specifičnost chování a vlastností, která se nedá replikovat u tkáně člověka. U geneticky modifikovaných zvířat můžeme zcela selektivně označit určitý typ neuronu. A to v kombinaci s nástroji, jako je třeba optogenetika, tedy řízení buněk pomocí světla. A aktivace neuronu pomocí světla místo chemie nebo proudu je něco, co v lidské tkáni aplikovat nelze.

iZdroj fotografie: Depositphotos

Laboratoř už v minulosti lidskou mozkovou tkáň dostávala, byla schopná ji ale udržet naživu jen po dobu 24 hodin. Práce s ní tedy byla velmi náročná a nedovolila takové množství experimentů, jaké by bylo zapotřebí. Aktuální možnost zkoumat ji po celé dva týdny dovoluje dostat se mnohem hlouběji a získat násobně více poznatků i z jediného vzorku. Největším pokrokem nedávné doby byl objev možnosti označit specifický typ neuronů pomocí virových částic.

S jakou lidskou tkání jste se kdy setkali opravdu napřímo?

Zdroj: ScienceNordic