طور علماء في جامعة طوكيو، بالتعاون مع فريق من العلماء الفرنسيين، تقنية لربط أنسجة الدماغ المزروعة في المختبر بطريقة تشبه الدوائر الموجودة في الدماغ البشري.
ويصعب دراسة الآليات الدقيقة لنمو الدماغ ووظائفه عادة، بسبب الاختلافات بين الأنواع الحية في بنية الدماغ ووظيفته، حيث تقتصر الدراسات على الحيوانات، كما تفتقر خلايا الدماغ المزروعة في المختبر إلى الروابط المميزة للخلايا الموجودة في الدماغ البشري.
ويدرك العلماء أن هذه الروابط بين المناطق والدوائر التي تكونها مهمة للعديد من وظائف الدماغ التي تحدد هوية البشر، ولذلك، حاولت العديد من الدراسات السابقة إنشاء دوائر دماغية في ظل ظروف مختبرية، وأدت هذه الجهود المتواصلة إلى تقدم هذا المجال.
و الآن اكتشف العلماء طريقة لإنشاء المزيد من الروابط الفسيولوجية بين العضيات العصبية المزروعة في المختبر، والعضيات هي أنسجة نموذجية تجريبية تنمو فيها الخلايا الجذعية البشرية إلى هياكل ثلاثية الأبعاد تحاكي الدماغ. وحقق العلماء ذلك عن طريق ربط هذه العضيات باستخدام حزم محاور عصبية (axonal bundles)، والتي تشبه الجسور التي تربط مناطق مختلفة في الدماغ البشري الحي.
وقال تومويا دوينكي، المشارك في تطوير التقنية: "في العضيات العصبية المفردة المزروعة في ظروف المختبر، تبدأ الخلايا في إظهار نشاط كهربائي بسيط نسبيا".
وقام العلماء في البداية بربط عضيتين عصبيتين بحزم محاور عصبية، ثم لاحظوا كيف ساهمت هذه الروابط في توليد ومزامنة أنماط النشاط بين الهياكل العضية، وقد أظهر ذلك بعض التشابه في الروابط بين منطقتين داخل الدماغ.
و أظهرت العضيات الدماغية المرتبطة بحزم المحاور العصبية نشاطا أكثر تعقيدا من العضيات المفردة، لذلك قام الفريق بتحفيز الحزم المحورية باستخدام تقنية تعرف باسم علم البصريات الوراثي، إحدى تقنيات علم الأعصاب التي تسمح بالتحكم بخلايا الدماغ الحية باستخدام كابلات الألياف الضوئية.
