Não mini nhân tạo có thể tự sản sinh mạch máu

Năm 2015, các nhà khoa học tại Đại học Brown đã phát triển thành công một loại"não mini" từ mô hình được tạo ra từ việc cấy ghép 3D các tế bào thần kinh sống. Mục đích ban đầu của các nhà khoa học là tạo ra loại vật mẫu thí nghiệm mới có thể giúp giảm thiểu sự phụ thuộc của con người vào thử nghiệm ở động vật trong việc tìm kiếm và nghiên cứu ảnh hưởng của các loại thuốc, phương pháp điều trị và thương tích trên não. Thử nghiệm lâm sàn trên não mini này có thể làm cho kết quả thu được chính xác hơn.

Nhưng gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra một điều mới mẻ đầy bất ngờ về những não mini này: các tế bào thần kinh đang phát triển các mạch máu của mình. Điều này là một thành tựu ngoài mong đợi cho các nhà khoa học. Họ không thể đoán trước việc các tế bào thần kinh đang hoạt động bằng điện, sản sinh ra một số loại tế bào thần kinh não và tự sắp xếp chúng theo một cấu trúc ba chiều tự nhiên.

Tuy nhiên chỉ sản sinh ra tế bào thần kinh thôi vẫn chưa đủ. Một bộ não còn cần thêm các mạch máu để làm "hệ thống giao thông" vận chuyển máu nuôi sống nó. Nhưng khi các nhà nghiên cứu tiếp tục làm việc với các mô hình này, họ nhận thấy rằng khoảng hai phần ba não mini đã phát triển các mạch máu.

"Thật thú vị bởi vì bộ não thực sự cũng có mạch máu", Diane Hoffman-Kim - tác giả chính của nghiên cứu này cho biết. "Chúng tôi đang tìm hiểu chuyên sâu về nó. Các tế bào thần kinh của chúng tôi đã tự thực hiện nhiệm vụ của chúng. Những gì chúng tạo ra rất gần với một số mạch máu. Nếu chúng ta tiếp tục nghiên cứu mô hình phòng thí nghiệm của bộ não, chúng ta sẽ thu được nhiều điều bất ngờ hơn bằng cách nuôi những não mini này để tự chúng cũng có thể sở hữu mạch máu riêng cho mình".

Bằng cách chụp ảnh các mạch máu nhỏ của não mini, các nhà nghiên cứu đã có thể xác định được các tế bào và protein như những gì có thể tìm thấy được ở mạch máu của người bình thường. Với việc nghiên cứu một lát cắt ngang dưới kính hiển vi điện tử, họ tiết lộ rằng các ống mạch có cấu trúc phù hợp để đảm nhiệm nhiệm vụ vận chuyển máu đi nuôi não. Hệ thống này không dày đặc như trong một bộ não thực sự và chúng có xu hướng chỉ duy trì được trong một hoặc hai tuần. Nhưng phát hiện này đã làm tăng thêm tính hữu dụng của mini-não.

"Chúng ta có thể nghiên cứu một loạt các điều kiện thương tích với nhiều loại thuốc đang được thử nghiệm và một số căn bệnh quái ác - chẳng hạn như đột quỵ và tiểu đường - về mức độ phù hợp giữa chúng với nhau", Hoffman-Kim đề cập thêm.

Việc não mini tự tạo ra mạch máu mở ra cánh cửa mới cho việc nghiên cứu tốt hơn về đột quỵ, bệnh Alzheimer và các loại chấn động thần kinh chỉ nhờ vào não mini thay vì các động vật như trước. Nghiên cứu được công bố trên The Journal of Neuroscience Methods. Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Brown đã minh họa phát hiện của họ trong video dưới đây.

Video minh họa phát hiện mới về não mini của các nhà khoa học Đại học Brown