Японские учёные вырастили человеческие нейронные цепи в лаборатории
Используя ассемблоиды (объединённые органоиды) таламуса и коры, исследователи показали, что таламус играет решающую роль в созревании коры и организации её синхронизированных сетей
Короткое резюме
Учёные из Университета Нагои создали модель in vitro ключевой нейронной цепи человека, объединив органоиды таламуса и коры головного мозга, выращенные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC). В этой системе аксоны из таламуса прорастали в кору, формируя функциональные синапсы, а активность из таламуса распространялась в кору волнообразно, вызывая синхронизированную активность. Сравнение с изолированным кортикальным органоидом показало, что связь с таламусом ускоряет созревание коры.
Исследователи детально изучили, как таламический вход влияет на разные типы возбуждающих нейронов коры. Синхронизированная активность наблюдалась в пирамидных трактных (PT) и кортикоталамических (CT) нейронах, которые проецируются обратно в таламус, но не в интрателэнцефалических (IT) нейронах, не имеющих таких связей. Это указывает, что таламические сигналы избирательно формируют и укрепляют специфические нейронные сети, способствуя их функциональному созреванию.
Разработанная платформа ассемблоидов предоставляет мощный инструмент для изучения формирования нейронных цепей в человеческом мозге в условиях, максимально приближённых к реальным. Это открывает новые возможности для исследования механизмов нейроразвития и нарушений, таких как расстройства аутистического спектра, и для поиска потенциальных терапевтических мишеней.
Создание функциональной таламо-кортикальной цепи
Учёные впервые успешно объединили органоиды таламуса и коры человека в ассемблоид, где между регионами сформировались двунаправленные аксональные связи и функциональные синапсы, имитирующие развитие in vivo
Таламус как драйвер созревания коры
Кора в ассемблоиде, соединённая с таламусом, демонстрировала признаки большего созревания по сравнению с изолированным кортикальным органоидом, что указывает на критическую роль таламического входа в её развитии
Избирательная синхронизация нейронов
Таламическая активность вызывала синхронизированные паттерны в специфических типах корковых нейронов (PT и CT), которые проецируются обратно в таламус, но не влияла на IT-нейроны, что раскрывает механизм избирательного формирования цепей
Платформа для изучения болезней
Модель ассемблоидов предоставляет уникальную возможность изучать формирование человеческих нейронных цепей и их нарушения при нейропсихиатрических заболеваниях, таких как РАС, в контролируемых лабораторных условиях
Текст сгенерирован с использованием ИИ
