Een groep wetenschappers uit Cambridge probeert menselijke hersenen in laboratoriumomstandigheden gescheiden van het lichaam te laten groeien. De vruchten van hun werk zijn helemaal niet zoals men zich zou kunnen voorstellen. "Hersenorganellen" zijn afgeleid van stamcellen die uit de menselijke huid zijn gehaald en in gigantische incubatoren zijn gekweekt. Bij afwezigheid van bloedtoevoer ontvangen ze voedingsstoffen door ze in een speciale oplossing te weken.
Deze hersenstructuren, doordrongen van twee miljoen neuronen, zijn klein - ongeveer vier millimeter in diameter - klein genoeg om een petrischaal te gebruiken. Ter vergelijking: het ontwikkelde brein van een volwassen muis bevat vier miljoen neuronen. In de hersenen van de gemiddelde volwassene bereikt hun aantal duizend biljoen.
Net als in normale hersenen bevatten deze celbundels een mengsel van grijze en witte stof. Ze vormen zelfs specifieke gebieden zoals de cortex, hippocampus, het cerebellum en andere. Door het ontwikkelingsniveau komen organellen ongeveer overeen met de hersenen van een negen weken oude foetus.
Hoewel de neuronen in deze kleine organellen zijn verbonden en geactiveerd wanneer elektrische signalen worden toegepast, kunnen ze niet denken of voelen zoals mensen het begrijpen. Dr. Madeline Lancaster vergelijkt de activiteit van neuronen met hoe je hartcellen kunt laten kloppen in een petrischaaltje. Wanneer hersencellen leven, betekent de afwezigheid van een lichaam of zintuigen dat ze geen informatie ontvangen die tot bewustzijn zou kunnen leiden. Als je een elektro-encefalogram maakt van hersenen die in een laboratorium zijn gekweekt, zullen er geen hersengolven zijn.
Bewustzijn is echter niet de focus van deze studie. Lancaster en collega's waren geïnteresseerd in het onderzoeken van enkele van de belangrijkste verschillen tussen mensen en primaten. Ons DNA is slechts 1,2 procent anders dan dat van chimpansees, maar op de een of andere manier is er een enorm verschil in intelligentie. Wetenschappers hebben individuele genen die betrokken zijn bij hersenontwikkeling vervangen door genen van chimpansees om de resultaten te observeren.
In andere laboratoria worden vergelijkbare organellen gebruikt om meer te weten te komen over de menselijke ontwikkeling - in het bijzonder over de oorzaken van verschillen in de hersenen van een persoon met schizofrenie of autisme vanuit een normaal brein. Het niet identificeren van dergelijke aandoeningen bij dieren maakt het onmogelijk om ze in het laboratorium te bestuderen. (Hoewel er veel redenen zijn om dierproeven te vermijden, is het natuurlijk ook niet helemaal ethisch om de hersenen van levende mensen te ontleden.)
In plaats daarvan kunnen onderzoekers dergelijke technologie en stamcellen van patiënten gebruiken om meer te weten te komen over hoe neuronen werken. Dit heeft al geleid tot een aantal interessante inzichten in de ontwikkeling van autisme, en in de loop van de tijd zullen waarschijnlijk meer van dergelijke mysteries worden ontrafeld.
Promotie video:
Sergey Lukavsky
