«مینی‌مغزهای» رشد یافته در آزمایشگاه به دانشمندان این امکان را می‌دهند که بدون دخالت در مغز افراد زنده، سیم‌کشی مغز را مطالعه کنند و اکنون یک مطالعه جدید از این مدل‌های کوچک‌شده برای شناسایی امضاهای عصبی مرتبط با اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی استفاده کرده است.

این مغزهای به اندازه نخود که با نام ارگانوئید نیز شناخته می‌شوند، کار تیمی به رهبری محققان دانشگاه جان هاپکینز در ایالات متحده هستند. در آینده، آنها می‌توانند به شناسایی بی‌نظمی‌های مغزی که ممکن است با درمان‌ها هدف قرار گیرند، کمک کنند.

در حال حاضر، اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی بر اساس علائم بالینی فرد تشخیص داده می‌شوند تا نشانگرهای بیولوژیکی. این رویکرد جدید پتانسیل ارائه روشی عینی‌تر و قابل اعتمادتر برای شناسایی این بیماری‌های روانی را دارد.

آنی کاتوریا، مهندس زیست‌پزشکی از دانشگاه جان هاپکینز، می‌گوید: «تشخیص اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی بسیار دشوار است زیرا هیچ بخش خاصی از مغز از کار نمی‌افتد. هیچ آنزیم خاصی مانند پارکینسون، یک بیماری عصبی دیگر که پزشکان می‌توانند بر اساس سطح دوپامین آن را تشخیص داده و درمان کنند، از کار نمی‌افتد، حتی اگر هنوز درمان مناسبی برای آن وجود نداشته باشد.»

ارگانوئیدهای مغزی با استفاده از سلول‌های خون و پوست افراد مبتلا به اسکیزوفرنی یا اختلال دوقطبی و افرادی که هیچ بیماری روانی نداشتند، مهندسی شدند. این امر به محققان سه دسته مینی‌مغز برای مطالعه داد.

این ارگانوئیدها که روی یک میکروچیپ تجزیه و تحلیل شده و به حسگرهای مختلفی متصل شده‌اند، تنها ۳ میلی‌متر (حدود یک دهم اینچ) عرض دارند و برای رشد انواع سلول‌های عصبی از قشر جلوی مغز مهندسی شده‌اند. این ناحیه نقش مهمی در عملکردهای شناختی «بالاتر» مانند برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیری ایفا می‌کند.

با کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشینی که برای تشخیص الگوها در ارتباطات عصبی آموزش دیده‌اند، تیم فعالیت نورونی منحصر به فرد اسکیزوفرنی و اختلال دوقطبی را شناسایی کرد. این امضاها برای برچسب‌گذاری صحیح منبع سلول‌ها در ارگانوئیدها با دقت ۸۳ درصد کافی بودند.

این دقت زمانی که مینی‌مغزها تحریک الکتریکی شدند، به ۹۲ درصد افزایش یافت، که نشان می‌دهد رفتار متمایز نورون‌ها زمانی که مغز به طور فعال درگیر و در حال کار است، برجسته‌تر – و تشخیص آن آسان‌تر – است.

کاتوریا می‌گوید: «حداقل از نظر مولکولی، می‌توانیم بررسی کنیم که هنگام ساخت این مغزها در ظرف آزمایشگاهی چه مشکلی پیش می‌آید و بر اساس این امضاهای الکتروفیزیولوژی، بین ارگانوئیدهای یک فرد سالم، یک بیمار اسکیزوفرنی یا یک بیمار دوقطبی تمایز قائل شویم.»

این مغزهای کوچک هرچند مفید هستند، اما هنوز بسیار کمتر پیچیده هستند و به هیچ وجه به اندازه مغز واقعی کاربردی نیستند. بنابراین هنوز کارهای زیادی باید در اینجا از نظر تطبیق الگوهای شناسایی شده در این مطالعه با امضاهای عصبی در مغز واقعی انسان انجام شود.

با این حال، اینها شاخص‌های ارزشمندی در درک چگونگی عملکرد متفاوت مغز افراد مبتلا به اسکیزوفرنی یا اختلال دوقطبی هستند. هر گامی به جلو در درک چگونگی تغییر فعالیت مغز توسط این شرایط، محققان را به درمان‌های بهبود یافته نزدیک‌تر می‌کند.

کاتوریا می‌گوید: «امید ما این است که در آینده نه تنها بتوانیم از طریق ارگانوئیدهای مغزی، اسکیزوفرنی یا دوقطبی بودن یک بیمار را تأیید کنیم، بلکه بتوانیم آزمایش داروها را روی ارگانوئیدها نیز آغاز کنیم تا دریابیم چه غلظت دارویی ممکن است به آنها کمک کند تا به حالت سالم برسند.»

لینک منبع