O cérebro é o órgão mais complexo e pouco estudado. A menor violação nela pode incapacitar a pessoa inteira, desligar a consciência. É possível criar uma "prótese" para um cérebro danificado? A medicina moderna ainda não é capaz de tal tarefa, mas os cientistas já estão tentando fazer algo nesse sentido.
Memória artificial
Uma parte do cérebro chamada hipocampo controla nossas memórias. Se estiver danificado, a pessoa não consegue memorizar as informações por muito tempo. O hipocampo é ameaçado não apenas por lesões, mas também por vários distúrbios neurológicos, por exemplo, epilepsia, depressão, doença de Alzheimer.
Desde 2012, um grupo de cientistas americanos liderados por Theodore Berger desenvolve um dispositivo que substitui a parte danificada do hipocampo. É um chip com dois conjuntos de eletrodos que registra memórias de curto prazo. Usando o primeiro conjunto de eletrodos, os impulsos elétricos do hipocampo são enviados para o chip e, de lá, para o computador. Ele converte os dados em memórias de longo prazo e os envia para um segundo conjunto de eletrodos, implantados em uma parte saudável do hipocampo.
O hipocampo artificial foi testado em ratos. Os animais foram injetados com uma substância que perturba a memória de longo prazo, em seguida, um chip foi conectado e sua capacidade de memorizar informações foi testada. Os implantes têm se mostrado eficazes. De acordo com o grupo de Berger, experimentos semelhantes foram realizados em macacos e até mesmo em pacientes com epilepsia. Claro, no cérebro humano existem muitos neurônios e conexões entre eles, por isso é muito cedo para falar sobre o tratamento de pessoas. Mesmo assim, os cientistas pretendem levar o implante ao mercado, para o qual criaram uma startup Kernel, chefiada por Berger.
Gaiola de resgate
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Devido a lesões e doenças, as conexões nas redes neurais são interrompidas e as funções que as partes danificadas do cérebro desempenhavam são perdidas. Em alguns casos, o corpo é capaz de restaurar as conexões entre os neurônios por conta própria, ele só precisa de uma estrutura na qual novos tecidos crescerão.
O suporte natural para o crescimento do tecido no corpo é a matriz extracelular. Ele também atua como uma barreira entre as células e o sangue, armazena moléculas biologicamente ativas produzidas pelas células nele contidas, fornece um influxo de nutrientes e oxigênio para as células e remove resíduos. A falha no funcionamento da matriz extracelular leva a doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson, e várias formas de demência. A nova estrutura pode aliviar a condição do paciente e até mesmo curá-lo.
Médicos da Primeira Universidade Estadual de Medicina de Moscou com o nome de IM Sechenov e do Centro Nacional de Pesquisa Médica para Saúde Infantil, juntamente com físicos do Instituto de Tecnologias Fotônicas do Centro de Pesquisa Federal "Cristalografia e Fotônica", decidiram criar uma prótese da matriz extracelular para o cérebro. O projeto foi apoiado pela Russian Science Foundation.
“Nosso ciclo de pesquisa é dedicado ao desenvolvimento de materiais artificiais tridimensionais, análogos da matriz extracelular feita de polímeros. Eles repetem as propriedades mecânicas do cérebro, apoiam o crescimento e a divisão das células. As estruturas criadas serão capazes de imitar a matriz intercelular perdida do tecido nervoso e contribuir para sua restauração”, diz Petr Timashev, pesquisador líder do Instituto de Tecnologias Fotônicas, Diretor do Instituto de Medicina Regenerativa da Primeira Universidade Estadual de Medicina de Moscou em homenagem a I. M. Sechenov, laureado do Prêmio do Governo de Moscou.
O enxerto já passa por testes clínicos em animais de laboratório. Cientistas pegaram tecido cerebral de um camundongo e o transplantaram para uma matriz polimérica que imita a matriz extracelular. Quando os tecidos cresceram na matriz, os pesquisadores se convenceram de que os neurônios trocam impulsos eletroquímicos. Ou seja, os neurotransmissores nos tecidos - substâncias que transmitem impulsos eletroquímicos entre os neurônios - desempenham com sucesso sua função.
É assim que as células do hipocampo de camundongo transplantadas para uma matriz de polímero se parecem no 10º dia de desenvolvimento / Instituto de Medicina Regenerativa da Primeira Universidade Médica Estadual de Moscou em homenagem ELES. Sechenova, Instituto de Tecnologias Fotônicas, Centro de Pesquisa Cristalografia e Fotônica, Academia Russa de Ciências, Petr Timashev.
Agora os autores do desenvolvimento pretendem avaliar como a "prótese" é absorvida dentro de um organismo vivo quando os tecidos crescem e se reconstroem. Além disso, os biólogos terão que estudar a reação dos tecidos circundantes às estruturas implantáveis e prevenir a rejeição da matriz.
Uma matriz extracelular artificial é útil não só para o cérebro, mas também para restaurar a integridade dos tecidos do sistema músculo-esquelético, revestimento epitelial, por exemplo, na uretra, trato gastrointestinal, bem como para lesões de pele. Para a cirurgia reconstrutiva, os cientistas estão desenvolvendo análogos do tecido ósseo, próteses vasculares, placas baseadas na matriz extracelular.
