Искусственный мозг с функционирующей системой защиты

26.05.2024

Современная наука совершила значительный прорыв: впервые удалось вырастить миниатюрные модели человеческого мозга с функциональной системой защиты. Эти мини-мозги, по размеру не больше кунжутных семян, имеют встроенные защитные механизмы, которые обычно присутствуют в настоящем мозгу, защищая его от вредных веществ.

В человеческом организме ГЭБ выстилает кровеносные сосуды, проходящие через мозг. Он выполняет роль фильтра, пропуская полезные вещества, такие как гормоны и глюкоза, и блокируя опасные токсины и бактерии. Однако этот же барьер мешает многим лекарствам проникать в мозг, что создает проблемы для лечения заболеваний нервной системы.

Выращенные в лаборатории модели сочетают в себе церебральные органоиды - трехмерные кластеры клеток мозга, созданные из стволовых клеток, - с сосудистыми органеллами, которые также выращены из стволовых клеток и имитируют кровеносную сеть организма. Вместе эти два типа органоидов формируют так называемые ассемблоиды, имитирующие взаимодействие и рост мозговых и сосудистых клеток.

Для демонстрации потенциала использования этих моделей, ученые вырастили ассемблоиды из клеток пациентов с церебральной кавернозной мальформацией - заболеванием, характеризующимся аномально сформированными кровеносными сосудами в нервной системе. Эти пороки, часто вызванные генетическими мутациями, могут приводить к серьезным последствиям, таким как инсульты и судороги.

Ассемблоиды отразили клеточные особенности, наблюдаемые у пациентов, что позволяет изучать развитие патологии и тестировать потенциальные методы лечения. В будущем исследователи планируют использовать стволовые клетки людей с различными заболеваниями мозга, чтобы создавать модели, точно отражающие биологические процессы этих болезней.

"Отсутствие достоверной модели ГЭБ человека долгое время было серьезным препятствием в изучении неврологических заболеваний. Это важный шаг вперед, поскольку модели животных, используемые в исследованиях, не точно отражают развитие человеческого мозга и функциональность ГЭБ", - отметил Цзиюань Го, нейробиолог из Медицинского центра детской больницы Цинциннати и соавтор исследования.

Создание таких ассемблоидов открывает новые горизонты для изучения заболеваний мозга и разработки эффективных методов их лечения. Это достижение позволяет моделировать и анализировать биологические процессы, происходящие в человеческом мозгу, с невиданной ранее точностью.

Инновации в области создания миниатюрных моделей мозга с функциональными защитными системами представляют собой важный шаг вперед в неврологических исследованиях. Эти модели могут значительно ускорить процесс разработки новых лекарств и терапий, улучшая наше понимание и лечение различных заболеваний мозга.

<< Назад: Планшет Daylight DC1 27.05.2024

>> Вперед: Игровая консоль Anbernic RG Cube 26.05.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Дефицит витамина D повышает риск деменции 04.10.2024 Деменция, или приобретенное слабоумие, - это прогрессирующее расстройство, которое проявляется снижением познавательных способностей, утратой ранее освоенных знаний и навыков, а также нарушением повседневных функций. Наиболее распространенной формой деменции является болезнь Альцгеймера, которая значительно ухудшает качество жизни пациентов и их близких. Одним из факторов, влияющих на риск развития этого заболевания, оказался дефицит витамина D. Недавно американские ученые провели обширное исследование, в ходе которого выяснилось, что недостаток витамина D в организме может значительно повысить вероятность развития болезни Альцгеймера и других форм деменции. Результаты показывают, что дефицит этого важного витамина увеличивает риск деменции более чем на 50%, что привлекает внимание к важности его поддержания на оптимальном уровне. Исследование представляло собой метаанализ 16 различных научных работ, в которых рассматривалась взаимосвязь между уровнем витамина D и развитием деменции. В 32% случаев было подтверждено, что низкий уровень витамина D связан с повышенным риском развития любых форм деменции. А риск возникновения болезни Альцгеймера увеличивался в 34% случаев. Наиболее критичной ситуацией оказался значительный дефицит витамина D, который увеличивал вероятность развития болезни Альцгеймера на 51%. Это указывает на прямую связь между недостатком этого витамина и ухудшением когнитивных функций, что особенно важно с возрастом, когда риск деменции возрастает. Ученые также отметили, что увеличение уровня витамина D в организме способно оказывать защитное действие на мозг. Поддержание оптимального количества этого вещества может предотвратить или замедлить процесс потери когнитивных функций, что особенно актуально для пожилых людей. Витамин D участвует в множестве процессов, включая регулирование обмена кальция и фосфора, поддержку иммунной системы, а также влияние на нейропластичность - способность мозга адаптироваться к изменениям и восстанавливать поврежденные связи. Его нехватка может ослабить защитные механизмы мозга, делая его более уязвимым к дегенеративным изменениям. Таким образом, дефицит витамина D становится значимым фактором риска развития деменции и требует особого внимания со стороны медицинского сообщества и самих людей. Включение витамина D в ежедневный рацион через пищу или добавки, а также обеспечение достаточного солнечного облучения может существенно снизить вероятность развития когнитивных нарушений в старости. Исследования показывают, что поддержание уровня витамина D в организме не только способствует общему здоровью, но и может быть важным элементом в профилактике деменции. Улучшение осведомленности о значении этого витамина и своевременное его восполнение могут помочь в сохранении когнитивных функций и улучшении качества жизни в пожилом возрасте.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025