Ziekten en ontwikkelingsstoornissen als schizofrenie, ADHD en autisme zijn in de toekomst mogelijk beter te behandelen dankzij een opzienbarende nieuwe studie aan Stanford University.
Onderzoekers transplanteerden onlangs een verzameling menselijke zenuwcellen in de hersenen van 100 pasgeboren ratjes.
Binnen de schedel bleef de kluwen van menselijke hersencellen werken en zich ontwikkelen op manieren die lijken op die van het menselijk brein.
Zo kunnen we meer leren over psychische ziekten, ontwikkelingsstoornissen en nieuwe behandelingen, aldus de onderzoekers, die hun studie publiceerden in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
De onderzoekers plaatsten de menselijke hersencellen (licht gebied) in het zogeheten somatosensorische deel van de hersenschors, waar zintuiglijke indrukken als aanraking, pijn en temperatuur geregistreerd worden.
Hersenen in schaaltjes gekweekt
De wetenschappers kweekten in het lab miniatuurmodellen van een menselijk brein met behulp van stamcellen die kunnen veranderen in elk van de 200 verschillende celtypen van het lichaam.
Onder extreem gecontroleerde omstandigheden slaagden de onderzoekers erin de stamcellen zich te laten ontwikkelen tot verschillende soorten hersencellen, die zich in twee maanden samenvoegden tot weefsel dat lijkt op de buitenste laag van de hersenen, de hersenschors.
Vervolgens injecteerden ze de mini-hersenen onder de schedel van 100 ratjes van twee tot drie dagen oud, omdat de hersenen in het vroegste stadium het meest kneedbaar zijn.
Minihersenen groeiden dramatisch
Binnen korte tijd begonnen de hersencellen van de ratten de menselijke minihersenen binnen te dringen en vormden ze bloedvaten, die de menselijke cellen van voeding en signaalstoffen voorzagen.
De onderzoekers observeerden hoe de minihersenen zich in zes maanden tijd zo ver ontwikkelden dat ze een derde van een hersenhelft van de rat in beslag namen.
Ratten aangestuurd
Na twee weken training konden de onderzoekers de ratten zelfs bepaalde handelingen laten verrichten, zoals zuigen aan een tuitje om water te krijgen, door pulsen blauw licht in de minihersenen te sturen via glasvezel.
Daarnaast detecteerden ze hoe de menselijke neuronen signaalstoffen heen en weer stuurden, bijvoorbeeld wanneer ze de snorharen van de ratten activeerden.
Volgens de onderzoekers zou het een grote doorbraak zijn als we in de toekomst nieuwe medicijnen voor psychische ziekten kunnen testen op minihersenen die in andere levende wezens zijn getransplanteerd.
Zo kunnen we beter zien hoe hersencellen op elkaar inwerken en verschillende cellen manipuleren om erachter te komen hoe dit het gedrag van de dieren beïnvloedt.