26.02.2021

Что такое сердце-на-чипе

По своей структуре сердце-на-чипе представляет собой выращенную из стволовых клеток трехмерную структуру сердца со всеми присущими его физиологическому строению клетками. В новом эксперименте ученые сосредоточились на симуляции работы миокарда (сердечной мышцы), из-за которой и происходят сокращения сердца и выброс крови в кровеносное русло. Если говорить простыми словами, то сокращение сердечной мышцы состоит из последовательных периодов сокращения и расслабления. В процессе возбуждения для сокращения сердца из особых каналов выходят ионы кальция (почему это важно, мы объясним чуть ниже).

Согласитесь, было бы странно, если бы все свои разработки фармакологические компании и группы ученых сразу же тестировали на людях. В этом случае количество летальных исходов было бы просто запредельным. Именно для того, чтобы подобное не происходило ученые создают так называемые органы-на-чипе. По сути это уменьшенные до миниатюрного состояния органы, подключенные к электронным схемам. Но обычно это было просто «скопление» клеток. Сейчас же ученые пытаются сделать так, чтобы эти органы вели себя также, как настоящие. И недавно при разработке сердца-на-чипе они в буквальном смысле заставили его биться.

Существовавшие до сегодняшнего дня модели содержали в себе лишь клетки миокарда, не способного сокращаться. То есть ионы кальция, можно сказать, «не учитывались» в этих моделях. А если принять во внимание тот факт, что сердце-на-чипе используется, как правило, для тестирования лекарственных средств, то такой «просчет» практически сводит на нет все старания ученых по выращиванию искусственного органа.


Примерно так и выглядят органы-на-чипе

В новом исследовании группе ученых под руководством Рузбеха Ашара-Собби удалось заставить искусственно выращенный миокард сокращаться. Для того, чтобы добиться этого эффекта, исследователи на протяжении 6 недель проводили регулярные курсы электростимуляции тканей, в результате чего на 7 неделе исследования электрический потенциал сердечных клеток значительно возрос, что привело к тому, что даже в ответ на малейшее воздействие электрическим током, сердце-на-чипе показывало схожий ритм сокращений, который присущ и настоящему сердцу, которое бьется в груди у каждого из нас.

Зачем это нужно

Так как ученым удалось симулировать работу живого сердца, значит в его работе принимали участие ионы кальция, о которых мы уже упоминали ранее. Дело в том, что множество препаратов для лечения сердечных заболеваний обладают кардиотоксичностью не в последнюю очередь от того, что негативно влияют на ионы кальция в миокарде. Таким образом можно будет гораздо более эффективно тестировать новые лекарственные средства, которые потенциально могут спасти не одну сотню человеческих жизней.

Ученые поняли, как мозг запоминает последовательность событий

Наша память является крайне интересным с точки зрения медицины и физиологии явлением. С одной стороны медики прекрасно осведомлены о принципах ее работы. С другой же, если попытаться «копнуть глубже», то конкретные механизмы функционирования тех или иных процессов до сих пор остаются загадкой.

Но недавно одной загадкой стало меньше, так как группа исследователей из Института Макса Планка разобралась в том, как наш мозг запоминает последовательность событий.

Как работает память у человека?

Согласно современным представлениям, важную роль в работе памяти играет расположенная в височной доле энторинальная кора. Для того, чтобы разобраться, какие именно механизмы лежат в основе функционирования головного мозга, ученые решили пойти на весьма необычный эксперимент. И использовали для этого видеоигру.

26 испытуемых должны были сыграть в игру по поиску сокровищ. Все сокровища были спрятаны в сундуках в виртуальном лабиринте. При этом испытуемые должны были запомнить не маршрут следования по виртуальному городу, а последовательность, в которой они находили каждое сокровище. На маршруте у игроков было установлено три телепорта, переносящих их в случайную часть карты. Это позволило устранить элемент «заучивания» маршрута и заставить игроков именно приобретать новую информацию. До и после обучения исследователи использовали высокочувствительный МРТ-сканер для измерения того, как вышеописанные действия отразились на головном мозге.

События, которые произошли во время эксперимента, вызвали вспышки активности в энторинальной коре, — пояснил ведущий автор исследования Джейкоб Беллмунд. Это означает, что когда учстниками опыта были найдены сокровища, их часть мозга реагировала на получение новой информации. Причем возникали эти вспышки как некие «очаги», связанные нейронными связями. И таким образом можно было понять, где именно в головном мозге «откладываются» воспоминания.

На этом эксперимент не закончился. Через какое-то время ученые вновь собрали участников опыта и попросили их вспомнить все сокровища, которые они встретили на пути следования. При этом людям нужно было восстановить точную последовательность, в которой были найдены предметы. Всем людям еще раз провели повторное МРТ. Далее началось самое интересное: участники опыта, у которых связим между участками памяти сохранилась, вспомнили все, что видели на пути практически без изменений. В то время как люди, у которых эти связи были нарушены, восстанавливали события очень плохо.

Исследователи говорят, что в совокупности эти данные показывают то, что именно энторинальная кора головного мозга отвечает за процессы запоминания, а также то, как наш мозг «разносит события во времени» для того, чтобы они не сливались в «кашу».

https://hi-news.ru/feed

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *