Smegenų pleistrai

Daugiau nei milijonas išgyvenusiųjų insultą Jungtinėse Valstijose turi didelę negalią net ir po reabilitacijos, ir tikimasi, kad šis skaičius didės senstant kūdikių bumo kartai.

Tačiau yra vilties, kad prarasti gebėjimai vieną dieną gali būti atstatyti, nes bendradarbiauja chemijos ir biomedicinos inžinerijos profesorius Robertas Langeris, ScD ‘74, ir neurologijos profesorius Mriganka Sur. Komanda, finansuojama kaip 60 milijonų dolerių MIT-DuPont aljanso dalis, padarė didelę pažangą kurdama implantus, kurie pakeistų insulto pažeistas smegenų sritis.

Tikslas yra padaryti viską taip, kaip buvo pradžioje [prieš insultą], sako Langeris. Norėdami pakeisti pažeistas vietas, komanda ketina auginti smegenų ląstelių tinklus ant pastolių, kuriuos jie chirurginiu būdu implantuos paveiktame regione. Narkotikai, įterpti į pastolius, paskatins ląsteles augti, užmegs ryšius su netoliese esančiomis vietinėmis ląstelėmis ir, tyrėjai tikisi, atkurs prarastus gebėjimus insultą patyrusiam pacientui.

Mokslininkai iki šiol įrodė gebėjimą įkalbėti nervų ląsteles, kad susidarytų tinklai in vitro. Tačiau prieš implantuojant smegenų ląsteles, jos turi būti paruoštos savo naujiems vaidmenims, panašiai kaip vidurinių mokyklų studentai turi išmokti skaičiuoti, jei tikisi, kad jiems pavyks MIT inžinerijos kursuose, sako Nathanas Wilsonas, projekto bendradarbis ir smegenų ir pažinimo mokslų postdoc, dirbantis su Sur. Pavyzdžiui, ląstelės, skirtos pakeisti smegenų vizualinio apdorojimo sritis, turi būti treniruojamos signalais, panašiais į tuos, kuriuos siunčia akys. Svarbiu tyrimo žingsniu Wilsonas parodė, kad ląstelės, užaugintos lėkštelėje ir veikiamos elektros impulsų, maždaug panašių į akis, reaguos į šiuos signalus sudarydamos tinklus.

Kitame svarbiame žingsnyje Paulas George'as, Langerio laboratorijos absolventas, įrodė, kad elektrai laidus plastikas komanda tikisi panaudoti kaip
pastoliai yra biologiškai suderinami. Kai jis šešioms savaitėms buvo implantuotas gyvoms žiurkėms, aplink jį ir net pro medžiagoje esančias skyles išaugo neuronai.
Suras teigia, kad neuroninis implantas, kuriame yra tinklinių ląstelių, skirtų pacientams, sergantiems insultu, tikriausiai bus baigtas 20 metų, nes mokslininkai dar turi išmokti geriausiai pasigaminti pastolius, sujungti juos su vaistais, skatinančiais nervų augimą, ir lavinti neuronus. Galbūt svarbiausia, kad jie turi rasti ląstelių, kurių smegenys neatmes. Tai gali reikšti, kad reikia modifikuoti kamienines ląsteles arba pakeisti subrendusias ląsteles, kad jos augtų kaip jauni neuronai.

Tačiau tarpiniai pasiekimai gali būti daug artimesni. Mokymosi pasigaminti implantą procesas, kuris, pasak Suro, yra panašus į smegenų gabalėlio gaminimą lėkštelėje, turėtų paskatinti daug pagrindinių mokslo proveržių apie tai, kaip smegenys veikia ir taiso save. Pavyzdžiui, elektrodų tinkleliai, naudojami ląstelių tinklams treniruoti, taip pat gali būti naudojami signalams, siunčiamiems per tinklus, kai jie formuojasi, nuskaityti, atskleidžiant, kokie ryšiai yra užmezgami, sako Wilsonas.

Darbas gali paskatinti kitus naujus gydymo būdus. Pavyzdžiui, laidus plastikas gali veikti kaip elektrinis sujungimas, sujungiantis spragas, atsiradusias dėl stuburo pažeidimo. Jis taip pat gali būti apkrautas vaistais ir implantuotas, siekiant paskatinti aplink traumą esančius neuronus plačiau persijungti ir taip skatinti insulto atsigavimą. Tokia pažanga gerokai pagerintų žmonių gyvenimą, nes mokslininkai artėja prie galutinio tikslo. – Kevinas Bullisas, SM ‘05

paslėpti