Лабораторные мини-мозги показали, как развивающийся орган поддерживает баланс нейронов

Ученые могут исследовать развитие человеческого мозга в лабораторной чашке, создавая органоиды — отдельные трехмерные области мозга. В исследовании, опубликованном в Cell Stem Cell, ученые из Йеля заставили стволовые клетки ранней стадии создать и объединить два типа органоидов из разных областей мозга, чтобы показать, как развивающийся мозг поддерживает правильный баланс возбуждающих и тормозных нейронов.

Неспособность поддерживать этот баланс связывают с рядом нарушений нейроразвития, таких как аутизм и шизофрения.

«Тормозные нейроны мигрируют из специфических областей эмбрионального мозга в регион, где производятся возбуждающие нейроны», — сказал старший автор Ин-Хюн Пак, доцент кафедры генетики и доцент Детского исследовательского центра. «Мы объединили эти две области и наблюдали за процессом».

Команда Йеля использовала человеческие плюрипотентные стволовые клетки для выращивания органоида, называемого медиальным ганглионарным возвышением человека, который производит тормозные нейроны и играет решающую, но кратковременную роль в раннем развитии коры. Объединив эту структуру с другой, производящей возбуждающие нейроны, они смогли отследить миграцию тормозных клеток, которые обеспечивают критический контроль над возбуждающими нейронами.

Понимание этого процесса не только поможет исследователям понять, как развивался человеческий мозг, но и прольет свет на то, как дисбаланс способствует многим нарушениям нейроразвития.

Например, избыточная активность возбуждающих нейронов связывается с шизофренией, в то время как чрезмерная активность тормозных нейронов может способствовать депрессии, сказал Пак. Этот дисбаланс также связан с развитием расстройств аутистического спектра.