Các “cơ quan tử (organoid) não bộ” là phiên bản thu nhỏ mà các nhà khoa học có thể phát triển trong phòng thí nghiệm từ các tế bào gốc hay các tế bào có thể trưởng thành bất kỳ nào trong cơ thể.
Trước đây, các nhà khoa học đã phát triển được trái tim tí hon còn đập và ống dẫn nước mắt có thể khóc như con người. Các nhà khoa học thậm chí đã phát triển những bộ não nhỏ tạo ra sóng não giống như của trẻ sinh non.
Gần đây, một nhóm các nhà khoa học đã phát triển được những bộ não nhỏ có thứ mà các bộ não thật của chúng không có: Một tập hợp các cấu trúc giống như mắt được gọi là “cốc thị giác” tạo ra võng mạc - mô nằm ở phía sau của mắt. Đặc biệt, cặp mắt này dường như có khả năng hoạt động phần nào - ví dụ, chúng có thể phản ứng với ánh sáng bằng cách gửi đi tín hiệu đến phần còn lại của mô não.
Trong cơ thể con người, võng mạc sẽ gửi tín hiệu đến não thông qua dây thần kinh thị giác, cho phép chúng ta nhìn thấy hình ảnh.
Nhà thần kinh học Jay Gopalakrishnan đến từ Đại học Hospital Dusseldorf ở Đức, cho biết: “Trong não động vật có vú, các sợi thần kinh của tế bào hạch võng mạc vươn ra để kết nối với não của chúng, một khía cạnh chưa từng được thể hiện trong hệ thống in vitro, nghiên cứu trong ống nghiệm”.
Trước đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển cốc quang riêng lẻ trong phòng thí nghiệm, nhưng đây là nghiên cứu đầu tiên tích hợp cốc quang vào não tí hon, theo tuyên bố.
Gopalakrishnan và nhóm của ông đã vận dụng một kỹ thuật mà họ phát triển trước đây để biến các tế bào gốc thành mô thần kinh nhằm tạo ra các bộ não nhỏ với các cốc thị giác.
Khi các tế bào gốc phát triển thành các bộ não nhỏ, các organoid hình thành các cốc thị giác. Các cốc thị giác xuất hiện sớm nhất là 30 ngày và trưởng thành trong vòng 50 ngày, khung thời gian tương tự như cách võng mạc phát triển trong phôi thai người.
Tổng cộng, các nhà nghiên cứu đã tạo ra 314 bộ não nhỏ, và 72% trong số chúng hình thành các cốc thị giác. Các organoid chứa các loại tế bào võng mạc khác nhau tạo thành mạng lưới nơ-ron hoạt động phản ứng với ánh sáng, theo tuyên bố. Chúng cũng hình thành lens và mô giác mạc.
“Công trình của chúng tôi làm nổi bật khả năng đáng chú ý của các bộ não mini trong việc tạo ra các cấu trúc cảm giác nguyên thủy nhạy cảm với ánh sáng và chứa các loại tế bào tương tự như các tế bào được tìm thấy trong cơ thể người” – ông Gopalakrishnan cho biết.
Tại sao các nhà khoa học lại phát triển những bộ não nhỏ như thế trong phòng thí nghiệm? Những organoid này có thể hữu ích cho việc nghiên cứu sự phát triển não bộ của con người và các bệnh liên quan.
Nhà thần kinh học Gopalakrishnan chia sẻ, các nhà khoa học có thể sử dụng các organoid với các cốc thị giác để nghiên cứu các tương tác giữa não và mắt trong quá trình phát triển phôi thai. Hơn nữa, chúng có thể được sử dụng để nghiên cứu các rối loạn võng mạc và thậm chí có thể được sử dụng để tạo ra các loại tế bào võng mạc.
Các nhà nghiên cứu hiện hy vọng sẽ tìm ra cách giữ cho các cốc quang có thể tồn tại trong thời gian dài và sử dụng chúng để nghiên cứu các cơ chế đằng sau các chứng rối loạn võng mạc.
