بشر یک گام به ساخت مغز نزدیک‌تر شد

پژوهشگران دانشگاه "تافتس" موفق شده‌اند یک مدل سه‌بعدی از مغز انسان ابداع کنند که قابلیت تقلید فعالیت‌های عصبی را دارد.

به گزارش ایسنا و به نقل از بیزینس‌اینسایدر، پژوهشگران "دانشگاه تافتس"(Tufts University) آمریکا، یک مدل سه‌بعدی از بافت مغز انسان ابداع کرده‌اند که ویژگی‌های ساختاری و عملکردی مغز را تقلید می‌کند و فعالیت عصبی آن را نشان می‌دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در روش‌هایی که در گذشته آزمایش شده‌اند، سلول‌های مغز، در مدل‌های دوبعدی، پرورش یافتند و رشد کردند اما پیچیدگی یک شبکه طبیعی مغزی را نداشتند و مدل‌های سه‌بعدی که تاکنون با موفقیت رشد یافته‌اند، فاقد عصب‌های اصلی موجود در مغز انسان‌های زنده هستند.

پژوهشگران با پیشرفت‌های صورت گرفته در زمینه فناوری سلول بنیادی، گامی به سوی ابداع مغز با استفاده از "سلول‌های بنیادین پرتوان القایی"(iPSCs) به دست آمده از انسان برداشته‌اند. سلول‌های بنیادین پرتوان القایی، انواعی از سلول‌های بنیادین پرتوان هستند که به صورت مصنوعی از یک سلول غیر پرتوان بدست می‌آیند.

نورون‌های انسان این قابلیت را دارند که بتوان آنها را برای رشد در چارچوب‌هایی از جنس پروتئین و کلاژن آموزش داد. پژوهشگران دانشگاه "تافتس" برای نخستین بار، طرحی مرکب از علم مهندسی و پزشکی انجام داده‌اند. برخلاف پژوهشگران دیگر که از سلول‌های بنیادین پرتوان القایی برای ابداع اندامی مشابه مغز استفاده کرده بودند، پژوهشگران دانشگاه تافتس، مغزی ابداع کرده‌اند که ساختاری متخلخل دارد و اکسیژن و مواد مغذی لازم را برای عصب‌ها فراهم می‌کند تا عملکرد آنها، حالت طبیعی داشته باشد. روزنه‌ای که در مرکز هر ماتریس وجود دارد، به پژوهشگران امکان می‌دهد رشد، رفتار و عملکرد هر یک از سلول‌های مغز را بررسی کنند.

"ویلیام کانتلی"(William Cantley)، عضو دانشکده زیست‌پزشکی دانشگاه "تافتس" و نویسنده ارشد این پژوهش گفت: رشد شبکه‌های عصبی در مدل‌های بافت سه‌بعدی، پایدار است. ما در این پروژه، از سلول‌های انسان‌های سالم یا سلول‌های افراد مبتلا به آلزایمر و پارکینسون استفاده کردیم.

از آنجا که پژوهشگران می‌توانند سلول‌های افراد مبتلا به آلزایمر، پارکینسون و بیماری‌های دیگر را به کار ببرند، شاید این ابداع غیرمنتظره بتواند به پزشکان در درک چگونگی آغاز بیماری، رشد و واکنش آن به درمان کمک کند.

این گروه پژوهشی در نظر دارد مدل خود را به صورت پیچیده‌تری ارائه دهد و از آن برای بررسی سیگنال‌دهی، یادگیری و زوال مغز استفاده کند.

گزارش کامل این پژوهش، در مجله " ACS Biomaterials Science & Engineering" به چاپ رسید.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: استخدام عصب مغز

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۱۱۴۴۳۳۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

اعضای بدن شما چند سال دارند؟

دیجیاتو نوشت: پژوهشگران در پژوهشی به این نتیجه رسیده‌اند که ترکیب آزمایش خون با هوش مصنوعی برای تعیین سن زیستی اعضای بدن می‌تواند به پیش‌بینی بیماری‌هایی مانند آلزایمر کمک کند.

پژوهشگران آمریکایی در یک مطالعه دریافتند افرادی که اعضای آن‌ها سریع‌تر از باقی بدن‌شان پیر می‌شود، ریسک بالایی برای توسعه بیماری در آن عضو در عرض ۱۵ سال دارند.

این پژوهشگران با استفاده از یادگیری ماشینی به بررسی سطح پروتئین‌های خون انسان پرداختند. آن‌ها روی ۱۱ عضو یا بافت بدن متمرکز شدند: مغز، قلب، ریه، کلیه، کبد، پانکراس، روده، سیستم ایمنی، عضلات، چربی و عروق.

تیم پژوهشی برای تمرین‌دادن الگوریتم هوش مصنوعی سطح تقریباً ۵٬۰۰۰ پروتئین را در خون ۱٬۳۹۸ بیمار سالم یک مؤسسه پژوهشی آلزایمر بررسی کردند. این افراد از ۲۰ تا ۹۰ سال سن داشتند، اما غالباً در سنین میانی تا پیری بودند.

پژوهشگران پروتئین‌هایی را که ژن‌های آن‌ها در یک عضو چهار برابر فعال‌تر از اعضای دیگر بود، مشخص کردند. آن‌ها به این ترتیب ۸۵۸ پروتئین مخصوص عضوها پیدا کردند و الگوریتم خود را طوری آموزش دادند که سن فرد را براساس آن‌ها تخمین بزند.

با این روش، آن‌ها آزمایش خونی توسعه دادند که سن زیستی یک عضو را در یک فرد ظاهراً سالم تخمین می‌زند. این سن نشان می‌دهد که ریسک بیماری در عضو مرتبط چقدر است.

پژوهشگران الگوریتم هوش مصنوعی خود را روی آزمایش خون ۵٬۶۷۶ نفر استفاده کردند. تقریباً ۲۰ درصد از این افراد پیری بسیار شدیدی در یک عضو و ۱٫۷ درصد پیری در چند عضو داشتند. پژوهشگران می‌گویند پیری سریع یک عضو می‌تواند ریسک مرگ را ۲۰ تا ۵۰ درصد افزایش دهد.

تشخیص بیماری‌های زوال عقل در مراحل آغازین می‌تواند کارایی روش‌های درمانی را بسیار بالا ببرد.

ارتباط سن اعضای بدن و ریسک ابتلا به بیماری

طبق یافته‌های این مطالعه، در بیمارانی که دچار پیری زودرس قلب بودند، احتمال توسعه نارسایی قلبی ۲۵۰ درصد بیشتر بود. از طرف دیگر، پیری سریع مغز و عروق می‌توانست نشانه‌ای از پیشرفت بیماری آلزایمر باشد. قدرت این پیش‌بینی از بهترین نشانگرهای زیستی مبتنی بر خون موجود بهتر بود.

بیماری‌هایی که زوال عقل ایجاد می‌کنند، مانند آلزایمر، می‌توانند دهه‌ها پیش از ظهور اولین نشانه‌ها، در مغز آغاز شوند. بسیاری از درمان‌های جدید تنها در مراحل ابتدایی بیماری آلزایمر کارآمد هستند. درنتیجه، روش‌هایی ساده که بتوان با استفاده از آن‌ها بیماری‌ها را در مراحل اولیه توسعه تشخیص داد، اهمیت بالایی دارند.

به این ترتیب، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که بررسی آزمایش خون با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی پنجره‌ای برای پی‌بردن به اتفاقات درون بدن ایجاد می‌کند.

قدم بعدی پژوهشگران این است که آزمایش خون خود را روی ۵۰٬۰۰۰ تا ۱۰۰٬۰۰۰ نفر دیگر بررسی کنند. تکرار این نتایج می‌تواند ثابت کند که نظارت بر سلامت اعضای ظاهراً سالم به‌صورت تکی می‌تواند راهی مطمئن برای شناسایی اعضای دچار پیری زودرس باشد. شاید حتی بتوان افراد را پیش از بیمارشدن درمان کرد.