Miért ennyire fontos a kérgi idegi áramkör?
Az agykéreg tele van sokféle neuronnal, amelyeknek hatékonyan kell kommunikálniuk egymással és az agy többi részével. Ezek a kapcsolatok alapozzák meg a gondolkodást, az érzékelést és az észlelést. Lényeges szempont, hogy neurofejlődési zavarok – például autizmus spektrumzavar – esetén ezek az áramkörök gyakran hibásan működnek. Ennek következtében a sejtközti kapcsolatok feltérképezése döntő fontosságú az ilyen betegségek okainak és lehetséges gyógyításának megértésében.
A talamusz rejtett szerepe
Korábbi kísérletek egereknél már sejtették, hogy a talamusz fontos szerepet játszik a kéreg hálózatainak szervezésében, de az emberi agyban a közvetlen vizsgálat technikai és etikai okokból szinte lehetetlen. Egy idő után a tudósok áttértek a szervszerű, őssejtekből növesztett organoidok (miniagymodellek) tanulmányozására, amelyekkel részletesebben lehetett kísérletezni.
Az assembloidok új világa
Az egyes organoidok nem tudják tökéletesen visszaadni az agyrégiók közti összetett kapcsolatokat, ezért a kutatók elkezdték összeilleszteni ezeket, létrehozva így az assembloidokat. A Nagoya Egyetem kutatói mesterségesen külön-külön előállították a kéreg és a talamusz organoidjait, amelyeket később összeolvasztottak. A talamuszból eredő idegrostok 14 nap alatt látványosan „benőttek” a kéregbe, miközben a kéregből is rostok indultak meg vissza a talamusz felé. Ezek a kapcsolatok az emberi agyban tapasztalt szinapszisokat utánozzák.
Az agy fejlődésének élő modellje
A kutatók a génexpressziókat is összehasonlították: a talamuszhoz kapcsolódó kéregszövet jóval érettebbnek bizonyult, mint a magában fejlődő kéregorganoid, vagyis a talamusz jelenléte gyorsítja a kéreg fejlődését. Az idegi aktivitás hullámszerűen, a talamusztól a kéreg felé terjedt, szinkronizálva bizonyos neuronokat.
Speciális idegsejtek tánca
Három fő kéregneuron-típus aktivitását vizsgálták: az intratelencephalicus (IT), a pyramidal tract (PT) és a corticothalamicus (CT) neuronokét. A szinkronizáció főként a PT és CT sejteknél történt, amelyek visszaküldik jeleiket a talamuszba, szemben az IT típusú sejtekkel, amelyeknél ez elmaradt.
Új utak a neurológiai betegségek kutatásához
Az assembloid rendszer lehetővé teszi az agyi hálózatok fejlődésének, működésének és sejttípusai közötti eltéréseknek a közvetlen vizsgálatát. Lényeges szempont, hogy az így kapott modell közelebb vihet a neurológiai és pszichiátriai zavarok okainak feltárásához, sőt, teljesen új terápiás megközelítéseket is megalapozhat.
