Phát triển thành công mô não 3D nhân tạo

Hình ảnh kính hiển vi cho thấy tế bào thần kinh (màu vàng) kết dính với cấu trúc của mô não nhân tạo (màu xanh).

Kết cấu protein được cắt theo hình tròn và được cấy vào tế bào thần kinh của chuột thí nghiệm. Tiếp theo, các nhà khoa học bơm chất keo collagen vào chính giữa vòng tròn protein, keo sẽ nhanh chóng thẩm thấu qua các khe hở và từ đó kích thích tế bào thần kinh phát triển. Vài ngày sau, các tế bào thần kinh phát triển thành từng chùm trong các khoang rỗng của kết cấu protein, hình thành một mạng lưới vững chắc có cấu trúc như một mạch điện phức tạp trong não chuột thí nghiệm.

Đối với các nhà nghiên cứu, việc mô phỏng các mô của con người không phải là một quá trình mới. "Nghiên cứu trên của chúng tôi được thực hiện từ tổng hợp những nghiên cứu lâu dài trước đó của chúng tôi về thiết kế vật liệu sinh học nhằm nắm bắt những yêu cầu cấu trúc, hình thái học, hóa học, và cơ học để phù hợp với tế bào và nuôi cấy mô cần trong không gian 3D” – Giáo sư David Kaplan của Đại học Tufts – trưởng nhóm nghiên cứu trên – cho biết. Theo Giáo sư Kaplan, mô não nhân tạo đã hoạt động tốt hơn cả mức họ kỳ vọng.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm phản ứng của mô não nhân tạo với kích điện. Sau đó, họ theo dõi tác động của việc rơi vật nặng vào mô não, nhằm tạo nên sự hư hỏng não nghiêm trọng (gọi là TBI). Giống y hệt não thật, não bộ nhân tạo cũng phóng ra chất glutamate, một chất dẫn truyền thần kinh do tế bào tiết ra sau mỗi chấn thương não. Dự kiến, trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ còn thử nghiệm trên não nhân tạo về các tác động của dược phẩm, hay thử các phương pháp chữa bệnh trầm cảm. Ngoài ra, họ cũng sử dụng não bộ nhân tạo nhằm khám phá tiềm năng hoạt động của não bộ thật con người.

Vì vậy, Giáo sư Kaplan nhận định việc phát triển thành công loại mô nói trên đem đến nhiều lựa chọn mới cho việc nghiên cứu hoạt động của não bộ, các căn bệnh, cú sốc và các liệu pháp điều trị các bệnh lý ở não trong tương lai. Theo họ, việc nghiên cứu mô nhân tạo có thể giúp các nhà khoa học tìm hiểu phản ứng của mô não đối với các chấn thương nghiêm trọng để có kết luận cuối cùng về nguyên nhân cũng như biện pháp điều trị, kiểm tra các tác động hậu chấn thương, trong đó có các tác động đến tế bào, các hoạt động điện sinh lý học và thay đổi có tính chất hóa học thần kinh. Bên cạnh đó, Giáo sư Kaplan nhấn mạnh tầm quan trọng của tuổi thọ mô nhân tạo sẽ rất có ích cho hoạt động nghiên cứu các triệu chứng rối loạn ở não. Hy vọng, nhờ mô não nhân tạo này, trong tương lai, những căn bệnh về thần kinh như Alzheimer có thể chữa trị khỏi.

Thu Trang