Ingenjörer Gör Gooey 3D Brain Modell från Silke, Collagen Gel

Hjärnan är en av de viktigaste vävnaderna i kroppen, men det är mycket svårt att studera i levande människor. Medan hjärnor gjorda i ett laboratorium kan påminnas om skräckfilmsskurkar, har forskare vid Tufts University bioengineered en funktionell hjärnliknande gelmodell som för första gången efterliknar svaren från de faktiska levande hjärnorna. En funktionell 3D-hjärnvävnadsmodell ger forskare ett steg närmare förståelsen av vad som händer i vår gråa fråga.

I en studie som publicerades idag i Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) rapporterar forskare från Tufts att deras hjärnmodell reagerar på liknande sätt som elektrisk och kemisk stimulans som en levande mänsklig hjärna. 3D-hjärnan kan också bestå i flera månader, en mycket längre hållbarhet än tidigare modeller.

AnnonsAdvertion

Modellen är tillverkad av extracellulärmatris (ECM) geler, silkesställningar och hjärnceller som heter neuroner. Medan designen är grundläggande, ger den en solid plan för en mer komplex hjärnfunktion.

"På grund av hjärnans arkitektur och funktioner försökte vi efterlikna eller efterlikna dessa egenskaper i biomaterialens konstruktioner, celler och system, "Sa studiens ledande författare David Kaplan, professor och ordförande i Tufts biomedicinska avdelningen, i ett mail till Healthline

. Annons

Det är Alive - Sortera

För att utveckla modellen undersökte forskarna många olika typer av geler och svampar i kombination och ensam. "Vi undersökte geler ensam, bara svampar och varianter av var och en av dessa, liksom det kombinationssystem som vi funnit fungerade bäst", säger Kaplan.

För dessa forskare är tillverkning av mänsklig vävnad inte en ny process. "Allt detta emulerade från våra långvariga studier av biomaterialdesigner för att fånga den erforderliga strukturen, morfologi, kemi och mekanik för att matcha cell- och vävnadskulturbehov i 3D," säger Kaplan.

AnnonsAdvertisement Den resulterande 3D-hjärnliknande vävnaden är gjord av silkeproteinbaserad ställning, ECM-komposit och kortikala neuroner - cellerna som utgör det som vanligtvis kallas hjärnans gråämne. "För hjärnsystemet var vi inte säkra på hur väl anslutningen skulle bilda och hur bra funktionerna skulle visa, men det visade sig bra på grund av biomaterialdesignerna och övergripande systemintegration, säger Kaplan.

Forskarna testade först hjärnvävnadens svar på elektrisk stimulering. Därefter observerade de effekten av att släppa en vikt på modellen, vilket simulerade en traumatisk hjärnskada (TBI). Som en riktig hjärna släppte modellen glutamat, en kemikalie som kunde ackumuleras efter en TBI.

Relaterade nyheter: Berkeley-forskare utvecklar akutmedicin för hjärnskador »

Framtida hjärnor

Framtida tester av hjärnmodellen kan undersöka effekterna av mediciner på hjärnan, liksom andra typer av trauma. 3D-modellen kan också användas för att undersöka hjärndysfunktion.

"Vi anser att den har stor potential inom många områden av hjärnforskning, inklusive studier av droger, hjärndysfunktion, trauma och reparation, inverkan av näring eller toxikologi på sjukdomstillstånd och funktioner etc.", säger Kaplan.

AdvertisementAdvertisement

Som med vilken modell som helst, kan denna jellyhjärnans materia dra nytta av ytterligare tinkering.

"Vi ser många riktningar att gå med här, bygga på vad vi har gjort som utgångspunkt", säger Kaplan. Modifikationer kan inkludera att lägga till mer komplexitet för att bättre efterlikna hjärnans funktion och förlänga hållbarheten hos modellen till sex månader för att studera långsamt utveckla neurologiska sjukdomar som Alzheimers.

Läs mer: Kan du sänka din risk för Alzheimers genom din kost? »