człowiek
Autor: Juergen A. Knoblich | dodano: 2017-02-13
MÓZGI Z LABORATORIUM

Wszystko to, co czyni nas ludźmi, mieści się w 1,4 kg żółtawej tkanki, która tworzy ludzki mózg. To tutaj powstają nasze myśli, tu odczuwamy miłość lub nienawiść, tu rodzą się najbardziej kreatywne i najbardziej okrutne idee znane ludzkości. Ta struktura, o kształcie orzecha włoskiego, stanowi też najbardziej złożony narząd stworzony przez naturę. W mózgu znajduje się około 86 mld neuronów, czyli komórek nerwowych, które dla naszego przeżycia i rozwoju muszą powstać we właściwym momencie, ulec migracji w określone miejsce i stworzyć odpowiednie połączenia.

Zrozumienie, jak dokładnie rozwija się i funkcjonuje ludzki mózg, jest największym wyzwaniem współczesnej biologii. Większość tego, czego dowiedzieliśmy się na temat tego narządu od czasu narodzin neurobiologii ponad 100 lat temu, pochodzi z eksperymentów przeprowadzanych na zwierzętach – często na myszach albo szczurach. Naukowcy mogą uzasadniać takie podejście faktem, że myszy i ludzie mają podobną architekturę mózgu: mają wiele tego samego typu komórek nerwowych, a procesy umysłowe opierają się u nich na wykorzystywaniu zasadniczo tych samych części mózgu. Jednak ludzie i gryzonie różnią się pod jednym kluczowym względem. O ile mózg myszy ma gładką powierzchnię, o tyle mózg człowieka jest silnie pofałdowany. Laikowi ta różnica może wydawać się błaha. Neurobiolodzy są jednak przekonani, że właśnie to pofałdowanie odpowiada za całkowicie inne funkcjonowanie ludzkiego mózgu. Dzięki niemu w tej samej objętości może zmieścić się o wiele więcej neuronów. Jest to także rzucająca się w oczy cecha wszystkich „inteligentnych” zwierząt, takich jak małpy, koty, psy i wieloryby. Specjaliści biologii ewolucyjnej dowiedli, że pofałdowanie wynika z innej różnicy pomiędzy myszami i ludźmi: neurony w wielu częściach mózgu powstają ze szczególnej grupy komórek prekursorowych, które u myszy są obecne tylko w minimalnej ilości.

Te różnice mogą tłumaczyć, dlaczego wiele częstych mutacji genetycznych, odpowiedzialnych za poważne zaburzenia neurologiczne u ludzi, wprowadzonych przez naukowców badających mechanizmy chorób u ludzi do mózgów myszy, wywołuje tylko niewielkie skutki. Jeśli te mutacje wpływają na rozwój lub utrzymanie prawidłowej architektury ludzkiego mózgu albo na funkcjonowanie komórek, które występują powszechnie tylko u człowieka, takie badania byłyby skazane na niepowodzenie. Ta wyjątkowa cecha ludzkiego mózgu może więc być jedną z przyczyn, dla których badania na gryzoniach nie przyniosły skutecznych metod leczenia takich chorób mózgu, jak schizofrenia, padaczka i autyzm.

Poznanie różnic między mózgami myszy i ludzi skłoniło badaczy do poszukiwania przydatniejszych metod przeprowadzania eksperymentalnych badań neurobiologicznych. Ostatnio w moim laboratorium powstała ekscytująca metoda: hodowla największych części rozwijającego się mózgu w miniaturze, na szalkach laboratoryjnych. Te struktury mózgowe, nazywane organoidami, stanowią dla neurobiologów model ludzkiego mózgu, który powinien dostarczyć informacji niemożliwych do uzyskania na podstawie badań prowadzonych na myszach. Naukowcy mogą obserwować, co dzieje się, kiedy taki minimózg, „mózg na szalce laboratoryjnej”, jest, na przykład, poddawany działaniu wirusa Zika, który może zaburzać rozwój tego narządu u płodu noszonego przez zarażoną kobietę, albo jeśli zostanie metodami inżynierii genetycznej poddany modyfikacjom, naśladującym wpływ choroby neurologicznej.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 02/2017 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
03/2017
10/2016 - specjalny
Kalendarium
Marzec
24
W 1882 r. Robert Koch ogłosił w Berlinie wyodrębnienie bakterii (prątka) odpowiedzialnej za gruźlicę.
Warto przeczytać
Odkrycia Svante Pääbo zrewolucjonizowały antropologię i doprowadziły do naniesienia poprawek w naszym drzewie genealogicznym. Stały się fundamentem, na którym jeszcze przez długie lata budować będą inni badacze

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Juergen A. Knoblich | dodano: 2017-02-13
MÓZGI Z LABORATORIUM

Wszystko to, co czyni nas ludźmi, mieści się w 1,4 kg żółtawej tkanki, która tworzy ludzki mózg. To tutaj powstają nasze myśli, tu odczuwamy miłość lub nienawiść, tu rodzą się najbardziej kreatywne i najbardziej okrutne idee znane ludzkości. Ta struktura, o kształcie orzecha włoskiego, stanowi też najbardziej złożony narząd stworzony przez naturę. W mózgu znajduje się około 86 mld neuronów, czyli komórek nerwowych, które dla naszego przeżycia i rozwoju muszą powstać we właściwym momencie, ulec migracji w określone miejsce i stworzyć odpowiednie połączenia.

Zrozumienie, jak dokładnie rozwija się i funkcjonuje ludzki mózg, jest największym wyzwaniem współczesnej biologii. Większość tego, czego dowiedzieliśmy się na temat tego narządu od czasu narodzin neurobiologii ponad 100 lat temu, pochodzi z eksperymentów przeprowadzanych na zwierzętach – często na myszach albo szczurach. Naukowcy mogą uzasadniać takie podejście faktem, że myszy i ludzie mają podobną architekturę mózgu: mają wiele tego samego typu komórek nerwowych, a procesy umysłowe opierają się u nich na wykorzystywaniu zasadniczo tych samych części mózgu. Jednak ludzie i gryzonie różnią się pod jednym kluczowym względem. O ile mózg myszy ma gładką powierzchnię, o tyle mózg człowieka jest silnie pofałdowany. Laikowi ta różnica może wydawać się błaha. Neurobiolodzy są jednak przekonani, że właśnie to pofałdowanie odpowiada za całkowicie inne funkcjonowanie ludzkiego mózgu. Dzięki niemu w tej samej objętości może zmieścić się o wiele więcej neuronów. Jest to także rzucająca się w oczy cecha wszystkich „inteligentnych” zwierząt, takich jak małpy, koty, psy i wieloryby. Specjaliści biologii ewolucyjnej dowiedli, że pofałdowanie wynika z innej różnicy pomiędzy myszami i ludźmi: neurony w wielu częściach mózgu powstają ze szczególnej grupy komórek prekursorowych, które u myszy są obecne tylko w minimalnej ilości.

Te różnice mogą tłumaczyć, dlaczego wiele częstych mutacji genetycznych, odpowiedzialnych za poważne zaburzenia neurologiczne u ludzi, wprowadzonych przez naukowców badających mechanizmy chorób u ludzi do mózgów myszy, wywołuje tylko niewielkie skutki. Jeśli te mutacje wpływają na rozwój lub utrzymanie prawidłowej architektury ludzkiego mózgu albo na funkcjonowanie komórek, które występują powszechnie tylko u człowieka, takie badania byłyby skazane na niepowodzenie. Ta wyjątkowa cecha ludzkiego mózgu może więc być jedną z przyczyn, dla których badania na gryzoniach nie przyniosły skutecznych metod leczenia takich chorób mózgu, jak schizofrenia, padaczka i autyzm.

Poznanie różnic między mózgami myszy i ludzi skłoniło badaczy do poszukiwania przydatniejszych metod przeprowadzania eksperymentalnych badań neurobiologicznych. Ostatnio w moim laboratorium powstała ekscytująca metoda: hodowla największych części rozwijającego się mózgu w miniaturze, na szalkach laboratoryjnych. Te struktury mózgowe, nazywane organoidami, stanowią dla neurobiologów model ludzkiego mózgu, który powinien dostarczyć informacji niemożliwych do uzyskania na podstawie badań prowadzonych na myszach. Naukowcy mogą obserwować, co dzieje się, kiedy taki minimózg, „mózg na szalce laboratoryjnej”, jest, na przykład, poddawany działaniu wirusa Zika, który może zaburzać rozwój tego narządu u płodu noszonego przez zarażoną kobietę, albo jeśli zostanie metodami inżynierii genetycznej poddany modyfikacjom, naśladującym wpływ choroby neurologicznej.