Исследователи из Висконсинского университета в Мадисоне (США) впервые смогли напечатать живые ткани коры и полосатого тела головного мозга на 3D-принтере.
Теперь их будут использовать для изучения работы мозга и различных патологий, например, болезней Паркинсона и Альцгеймера.
«Это может стать чрезвычайно мощной моделью, которая поможет нам понять, как у людей взаимодействуют клетки и части мозга, — сказал Су–Чун Чжан (Su-Chun Zhang), профессор неврологии в Центре Вайсмана Калифорнийского университета в Мадисоне. — Это может изменить наш взгляд на биологию стволовых клеток, неврологию и патогенез многих неврологических и психических расстройств».
Учёные подчёркивают, что, в отличие от набирающего популярность способа выращивания так называемых органоидов, — своего рода миниатюрных копий настоящих органов человека из соответствующих клеток — 3D-печатный способ обеспечивает достаточную точность, чтобы контролировать типы клеток и их расположение.
В подтверждение своих слов учёные напечатали кортикальные ткани и ткани полосатого тела. Нейроны начали образовывать связи в обоих типах тканей и между ними, а также показали признаки активности на уровне работы нейромедиаторов. Через синаптический зазор между одним нейроном и другим сигнал передаётся химическим путём с использованием, в том числе нейромедиаторов. Всё это ожило и заработало в тканях, напечатанных на 3D-принтере.
Для создания мозга ученые использовали специальные биочернила из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Они обладали достаточной плотностью, чтобы поддерживать структуру мозга и позволять напечатанным нейронам формировать между собой связи. Также ученые использовали технологию горизонтальной печати, которая не считается традиционной.
Авторы создали именно кору головного мозга и полосатое тело, последнее из которых играет ключевую роль в регуляции движений, а также в процессах планирования, мотивации и вознаграждения. Новый метод дает ученым огромный потенциал для изучения мозговых функций и патологий, эффективно имитируя сложные коммуникационные сети человеческого мозга.