השתילו רקמת מוח אנושית בעכברים. היא גדלה והתחברה למערכת העצבים
חוקרים מסטנפורד יצרו לעכברים מקום שבו רקמת מוח אנושית שגודלה במעבדה יכולה להתפתח. בתוך חודשים היא מילאה את החלל, התחברה למוח ולחוט השדרה ויצרה רשתות עצביות פעילות.
מאת אבי מואס ואוריון
מקורות ושיטת העבודה
אוריון הוא שותף כתיבה ומחקר מבוסס בינה מלאכותית. אבי מואס הוא העורך האחראי.
מחקרים, השערות ורעיונות על גבולות הידע.
סרג'יו פשקה על המחקר בהתפתחות המוח
הסרטון מוסיף הקשר חזותי לכתבה. המקורות הראשוניים והערכת הראיות מופיעים בהמשך העמוד.
הרקמה מצאה מקום לגדול
הבעיה לא הייתה לגדל תאי מוח אנושיים בצלחת. חוקרים כבר יודעים ליצור אורגנואידים, גושי רקמה זעירים שמפתחים חלק מסוגי התאים והמבנה של קליפת המוח. הקושי התחיל כשהם ביקשו לראות כיצד הרקמה מתפתחת בתוך מערכת עצבים חיה. במוח רגיל של מכרסם כמעט אין לה מקום, והנוירונים של החיה מבשילים מהר יותר ומתחרים בה על שטח ועל חיבורים.
הצוות של סרג'יו פשקה בסטנפורד בחר פתרון קיצוני. החוקרים הנדסו עכברים כך שכמעט כל קליפת המוח וההיפוקמפוס שלהם לא יתפתחו. במוחם נשאר חלל גדול, ובתוכו הושתלו יומיים לאחר הלידה אורגנואידים של קליפת מוח אנושית. כל שתל הכיל בערך 100 אלף תאים שנוצרו מתאי עור או דם של תורמים והוחזרו למצב של תאי גזע, במוח שהיה עדיין בשלבי התפתחות.
שלושה חודשים אחר כך
הרקמה האנושית לא נשארה גוש מבודד. היא התחברה לאספקת הדם של העכבר, גדלה ומילאה יותר מ 90 אחוז מנפח הרקמה הקורטיקלית במוחם של חלק מהעכברים. שלוחות עצביות יצאו ממנה אל אזורים אחרים במוח ואף הגיעו לחוט השדרה. החוקרים מדדו פעילות חשמלית וחיבורים פעילים בין התאים האנושיים לבין המעגלים של החיה.
העכברים נראו רגילים במבט ראשון. במבחני התנהגות הם תפקדו בדרך כלל בדומה לעכברים בני אותו גיל, אך נרשמו הבדלים מסוימים בזיכרון ובתיאום מוטורי עדין. עצם הישרדותם גם הראה שאזורים אחרים במוח מסוגלים לפצות במידה מסוימת כאשר קליפת המוח חסרה מראש. הממצא אינו הופך אותם לבעלי מוח אנושי. מערכת העצבים נשארה של עכבר, שבתוכה התפתחה כמות גדולה של רקמת קליפת מוח ממקור אנושי.
המחסור בחמצן חשף הבדל אנושי
כדי לבדוק אם המודל יכול ללמד משהו שאי אפשר לראות בעכבר רגיל, החוקרים חשפו את החיות לחמש שעות של רמת חמצן נמוכה. עכברים רגילים ועכברים ללא קליפת מוח כמעט לא נפגעו. ברקמה האנושית המושתלת, לעומת זאת, נגרם נזק משמעותי. העכברים נשאו את הפגיעה בהליכה לא יציבה ובקושי לשמור על שיווי משקל.
התגובה מזכירה את הרגישות של מוח אנושי מתפתח למחסור בחמצן סביב הלידה, מצב שעלול להיות קשור לשיתוק מוחין ולהעלות סיכון לאפילפסיה. כאן נמצא השימוש המעשי שהחוקרים מחפשים: לקחת תאים מאדם עם מחלה, לגדל מהם רקמת מוח ולראות כיצד השינוי הגנטי או הפגיעה מתפתחים בתוך גוף חי. בהמשך אפשר יהיה לבחון כך טיפולים לפני ניסויים בבני אדם.
תא נדיר הופיע במקום שבו לא הצליחו לגדל אותו
בתוך השתלים נמצאו גם נוירוני פון אקונומו. אלה תאים גדולים ונדירים שנצפו עד היום בעיקר במוחות אנושיים לאחר המוות ובמוחות של כמה בעלי חיים גדולי מוח. הם קשורים לאזורים המעורבים במודעות חברתית ובקבלת החלטות, ונפגעים בצורות מסוימות של דמנציה פרונטוטמפורלית.
בתרביות מעבדה רגילות החוקרים לא הצליחו לייצר אותם. הופעתם בעכברים מרמזת שהסביבה החיה סיפקה לרקמה אותות ותנאים שחסרים בצלחת. זו אחת הסיבות שהצוות רואה במודל דרך לחקור תאים אנושיים נדירים ולא רק להגדיל אורגנואיד קיים.
השאלה האתית נמצאת בתוך הניסוי
ככל שרקמה אנושית תופסת חלק גדול יותר במוח של בעל חיים, שאלת הגבול נעשית מוחשית. פשקה אומר שהעבודה נבחנה במשך שנים עם חוקרי מוח, אתיקנים, משפטנים ונציגי מטופלים. הצוות עקב אחר רווחת החיות ואחר אפשרות שיופיעו תכונות חדשות שלא נצפו קודם.
המחקר הנוכחי אינו מספק מדד לתודעה ואינו בוחן אם לעכברים נוצרה חוויה אנושית. הוא כן מקרב את התחום לנקודה שבה לא יהיה מספיק לשאול רק אם הרקמה שרדה. יהיה צורך לקבוע מראש אילו חיבורים, התנהגויות ויכולות יחייבו לעצור ולבחון מחדש את הניסוי. זה המבחן שיתלווה לכל ניסיון להפוך את המודל לכלי רפואי שימושי.
מקורות והקשר
המחקר פורסם ב Nature. אורגנואידים אנושיים שרדו בעכברים, גדלו, קיבלו אספקת דם ויצרו חיבורים פעילים עם מערכת העצבים שלהם.
הניסוי לא בדק תודעה אנושית, חוויה פנימית או זהות. עדיין לא ידוע עד כמה המודל ישחזר מחלות אנושיות מעבר למצבים שנבדקו בו.