Smadzeņu ielāpi

Vairāk nekā miljonam insultu pārcietušo Amerikas Savienotajās Valstīs ir ievērojama invaliditāte pat pēc rehabilitācijas, un sagaidāms, ka šis skaits pieaugs, līdz ar bērnu uzplaukuma paaudzes vecumu.

Taču ir cerība, ka zaudētās spējas kādu dienu varēs atjaunot, pateicoties sadarbībai starp ķīmijas un biomedicīnas inženierijas profesoru Robertu Langeru, ScD ‘74, un neirozinātņu profesoru Mriganku Sur. Komanda, kas tiek finansēta kā daļa no 60 miljonu dolāru MIT-DuPont alianses, ir panākusi ievērojamu progresu, veidojot implantus, lai aizstātu insulta bojātās smadzeņu zonas.

Mērķis ir padarīt lietas tādas, kādas tās bija sākumā [pirms insulta], saka Langers. Lai aizstātu bojātās vietas, komanda plāno attīstīt smadzeņu šūnu tīklus uz sastatnēm, kuras viņi ķirurģiski implantēs skartajā reģionā. Narkotikas, kas iestrādātas sastatnēs, veicinās šūnu augšanu, veidos savienojumus ar tuvumā esošajām vietējām šūnām un, kā cer pētnieki, atjaunos insulta pacienta zaudētās spējas.

Pētnieki līdz šim ir pierādījuši spēju pierunāt nervu šūnas, lai veidotu tīklus in vitro. Tomēr, pirms smadzeņu šūnas var implantēt, tām ir jāsagatavojas savām jaunajām lomām, līdzīgi kā vidusskolēniem ir jāapgūst skaitļošana, ja viņi cer gūt panākumus MIT inženierzinātņu kursā, saka Neitans Vilsons, projekta līdzstrādnieks un smadzeņu un kognitīvo zinātņu pēcdoktors, kurš strādā ar Sur. Piemēram, šūnas, kas paredzētas smadzeņu vizuālās apstrādes apgabalu aizstāšanai, ir jāapmāca ar signāliem, kas līdzīgi tiem, ko sūta acis. Svarīgā pētījuma posmā Vilsons parādīja, ka šūnas, kas audzētas traukā un pakļautas elektriskiem impulsiem, kas aptuveni līdzīgi tiem, kas nāk no acīm, reaģēs uz šiem signāliem, veidojot tīklus.

Vēl viens svarīgs solis Pols Džordžs, Langera laboratorijas absolvents, ir pierādījis, ka elektriski vadoša plastmasa komanda cer izmantot kā
sastatnes ir bioloģiski saderīgas. Kad tas sešas nedēļas tika implantēts dzīvām žurkām, caur materiālā esošajām atverēm ap to un pat caur to izauga neironi.
Sur saka, ka neironu implants, kas satur tīkla šūnas insulta pacientiem, iespējams, ir 20 gadu attālumā no pabeigšanas, jo pētniekiem joprojām ir jāiemācās vislabāk izveidot sastatnes, savienot tās ar zālēm, kas veicina nervu augšanu, un apmācīt neironus. Varbūt vissvarīgākais ir tas, ka viņiem jāatrod šūnas, kuras smadzenes neatraida. Tas varētu nozīmēt cilmes šūnu modificēšanu vai cilvēka paša nobriedušo šūnu pārveidošanu, lai tās augtu kā jauni neironi.

Tomēr starpposma sasniegumi var būt daudz tuvāki. Implanta izgatavošanas procesam, kas, pēc Suras teiktā, ir līdzīgs smadzeņu gabala izveidošanai traukā, vajadzētu radīt daudzus fundamentālus zinātnes sasniegumus par to, kā smadzenes darbojas un pašas atjaunojas. Piemēram, elektrodu režģi, ko izmanto šūnu tīklu apmācībai, var izmantot arī, lai nolasītu signālus, kas tiek nosūtīti caur tīkliem, kad tie veidojas, atklājot, kādi savienojumi tiek veidoti, saka Vilsons.

Darbs var novest pie citām jaunām terapijām. Piemēram, vadošā plastmasa var darboties kā elektrisks savienojums, kas savieno mugurkaula bojājumu izraisītas spraugas. Tas var būt arī piesātināts ar zālēm un implantēts, lai mudinātu ievainojuma vietā esošos neironus plašāk pārslēgt sevi, veicinot insulta atveseļošanos. Šādi sasniegumi ievērojami uzlabos cilvēku dzīvi, jo pētnieki tuvojas savam galīgajam mērķim. – Kevins Bulliss, SM ‘05

paslēpties