TEHNOLOGIJA I ZNANOST

Proziran mozak otkriva sve svoje tajne

Autor: Ljubica Šaran

Matrix World

Znanstvenici se desetljećima muče s vjerodostojnom tehnikom koja bi u potpunosti mogla otkriti sve tajne ljudskog mozga, do sada se smatralo kako je fMRI jedina tehnologija koja djelomično može predstaviti trodimenzionalni pogled na najkompliciraniji ljudski organ, no zahvaljujući otkriću CLARITY hidrogela, konačno možemo vidjeti svaku pojedinu moždanu molekulu i njihove funkcije.

CLARITY – hidogel s kojim upoznajemo mozak

Kombiniranjem neuro-znanosti i kemijskog inženjeringa, tim sa Medicinskog Fakulteta Stanford, je uspio stvoriti proces koji pretvara moždano tkivo u transparentnu materiju.

Na takav način se u potpunosti može pregledati ljudski mozak u obdukcijama, i to bez jednog jedinog reza.

Ovo otkriće je objavljeno u travanjskom broju znanstvenog žurnala Nature i predstavlja prekretnicu u izučavanju mozga i moždanih funkcija. Voditelj znanstvenog tima bioinženjer i psihijatar dr. Karl Deisseroth i ko-autor studije Kwanghun Chung, su proveli složeno multidisciplinarno izučavanje kako bi osmislili hidrogel koji moždano tkivo pretvara u transparentnu masu, no osim samog otkrivanja nekoliko jako interesantnih patenata, krajnji rezultat je omogućio pogled na i u mozak kakvog do sada nismo mogli ni sanjati.

Na Stanfordskoj web stranici stoji dio tiskovne izjave dr. Deisserotha:

„Proučavanje netaknutih sustava s molekularnom rezolucijom i potpunim uvidom – točnije mogućnost pregleda najfinijih detalja kao i kompletne cjeline – je bio glavni cilj svih znanosti koje su proizašle iz biologije, taj cilj je konačno ostvaren uz CLARITY.“

Kemijski inženjering je omogućio transformaciju načina na koji se izučava anatomija mozga, i uvid u to koliko i kako bolesti mijenjaju ovaj organ. Do sada su dvodimenzionalne metode pregleda u moždano tkivo i te kako onemogućavale medicinska saznanja, no s tehnologijom CLARITY, u stanju smo promatrati sve odnose unutar mozga bez njegova seciranja ili rastavljanja.

Trodimenzionalni pregled mozga obrađenog hidrogelom.

Trodimenzionalni pregled mozga obrađenog hidrogelom.

Iako su znanstvenici proučavali ovu tehnologiju na mozgovima miševa i drugih malih životinja, ne postoji razlog zbog kojeg bi ova tehnologija pružila slabije ili manje rezultate na ljudskom mozgu.

Mozak – najveća anatomska misterija

Siva moždana tvar i njene funkcije su u mnogome zadavale glavobolju brojnim timovima znanstvenika, s druge strane funkcije i poveznice unutar mozga su uglavnom otkrivene s fMRI-jem ili magnetskom rezonancom, no to nimalo nije pomoglo u detaljnom pregledu najkompliciranijeg organa u našem tijelu, točnije pravilnom shvaćanju što se zapravo događa s anatomijom mozga i anomalijama uzrokovanih patologijom.

Netaknuti mozak odraslog miša, lijevo - u normalnom stanju, desno - dva dana nakon aplikacije CLARITY hidrogela.

Netaknuti mozak odraslog miša, lijevo – u normalnom stanju, desno – dva dana nakon aplikacije CLARITY hidrogela.

CLARITY pretvara moždanu masnoću u prozirnu ili poluprozirnu masu u kojoj se s nevjerojatnim detaljima vide i najsitniji detalji, ili se pak određeni dijelovi mozga iluminiraju u različitim bojama.

Interesantno je da je istraživanja o ljudskom mozgu potencirao američki predsjednik Obama s programom od 100 milijuna dolara. Uz pomoć tehnike koju je pronašao takozvani „Tim snova“ sastavljen od najvećih neuroznanstvenika današnjice, otvara se potpuno nova mogućnost pregleda i izučavanja utjecaja bolesti poput Alzheimera, autizma, shizofrenije i Parkinsonove bolesti na ljudski mozak

Trodimenzionalni prikaz hipokampusa obrađenoga CLARITY hidrogelom, neuroni su zelene boje, poveznice inter-neurona su crvene boje, a  okolno moždano tkivo je plave boje.

Trodimenzionalni prikaz hipokampusa obrađenoga CLARITY hidrogelom, neuroni su zelene boje, poveznice inter-neurona su crvene boje, a okolno moždano tkivo je plave boje.

Masni lipidi koji tvore moždano tkivo su iznimno osjetljivi na zračenja, dodir i promjene u temperaturi, zbog kompleksnosti same anatomije mozga, znanstvenici do sada nisu mogli prodrijeti u samu srž mozga, dijelom zbog kemijske strukture, dijelom zbog želatinaste mase koja se na dodir lako uništava.

Iako se ovakva tehnika može učiniti pomalo jeziva, s pravom možemo reći da otkriva tajne mozga na nov i inventivan način.

Reference:

Stanford’s Transparent Brain: Local Scientists Reach Amazing Breakthrough

New Stanford Technique To Make Brains Transparent

Getting CLARITY: Hydrogel process developed at Stanford creates transparent brain