What are mini brains? - Madeline Lancaster

Μετάφραση: Maria K. Επιμέλεια: Lucas Kaimaras

This pencil-eraser-sized mass of cells is something called a brain organoid.

Αυτή η μάζα κυττάρων σε μέγεθος γόμας μολυβιού λέγεται οργανοειδές εγκεφάλου.

It’s a collection of lab-grown neurons and other brain tissue

Είναι συλλογή εγκεφαλικού ιστού και νευρώνων που αναπτύχθηκαν εργαστηριακά

that scientists can use to learn about full-grown human brains.

που οι επιστήμονες χρησιμοποιούν

για να μάθουν για τους κανονικούς ανθρώπινους εγκεφάλους.

And it can be grown from a sample of your skin cells.

Και μπορεί να αναπτυχθεί από δείγμα κυττάρων του δέρματός σου.

Why would we need such a thing?

Γιατί να χρειαζόμαστε κάτι τέτοιο;

Neuroscientists face a challenge:

Οι νευροεπιστήμονες αντιμετωπίζουν μια πρόκληση:

shielded by our thick skulls and swaddled in layers of protective tissue,

Με ασπίδα τα χοντρά κρανία μας

και με περιτύλιγμα στρώσεων προστατευτικού ιστού,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι εξαιρετικά δύσκολο να παρατηρηθεί εν δράσει.

For centuries, scientists have tried to understand them using autopsies,

Επί αιώνες, οι επιστήμονες προσπαθούν να τους καταλάβουν με τη χρήση αυτοψιών,

animal models,

μοντέλων ζώων,

and, in recent years, imaging techniques.

και τελευταία, τεχνικών απεικόνισης.

We’ve learned a lot through all these methods,

Έχουμε μάθει πολλά μέσω αυτών των μεθόδων, αλλά έχουν περιορισμούς.

but they have limitations.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

Παθήσεις όπως το Αλτζχάιμερ και τη σχιζοφρένεια,

and the effect on the human brain of diseases like Zika,

και την επίδραση στον ανθρώπινο εγκέφαλο ασθενειών όπως ο ιός Ζίκα,

continue to hide beyond our view, and our understanding.

ακόμη δεν μπορούμε να τις δούμε ή να τις κατανοήσουμε.

Enter brain organoids, which function like human brains

Κι εδώ φτάνουμε στα οργανοειδή εγκεφάλου,

που λειτουργούν σαν τους ανθρώπινους εγκεφάλους,

but aren’t part of an organism.

αλλά δεν είναι μέρος οργανισμού.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

Το καθένα προέρχεται από ένα αδιαφοροποίητο βλαστοκύτταρο,

which is a cell that can develop into any tissue in the body,

το οποίο είναι κύτταρο που αναπτύσσεται σε οποιονδήποτε ιστό στο σώμα

from bone to brain.

από τα οστά μέχρι τον εγκέφαλο.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

Οι επιστήμονες μπορούν να φτιάξουν αδιαφοροποίητα βλαστοκύτταρα

από δερματικά κύτταρα.

That means they can take a skin sample from a person with a particular condition

Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να πάρουν δείγμα δέρματος

από άνθρωπο με συγκεκριμένη πάθηση,

and generate brain organoids from that person.

και να παράγουν οργανοειδή εγκεφάλου από αυτόν.

The hardest part of growing a brain organoid,

Το πιο δύσκολο μέρος στην ανάπτυξη οργανοειδών εγκεφάλου,

which stumped scientists for years,

που βασάνιζε τους επιστήμονες για χρόνια,

was finding the perfect combination of sugars, proteins, vitamins, and minerals

ήταν η εύρεση του τέλειου συνδυασμού

σακχάρων, πρωτεϊνών, βιταμινών και μετάλλων

that would induce the stem cell to develop a neural identity.

που θα παρακινούσε το βλαστοκύτταρο να αναπτύξει νευρωνική ταυτότητα.

That was only discovered recently, in 2013.

Αυτό ανακαλύφθηκε μόλις πρόσφατα, το 2013.

The rest of the process is surprisingly easy.

Η υπόλοιπη διαδικασία είναι παραδόξως εύκολη.

A neural stem cell essentially grows itself,

Ένα νευρωνικό βλαστοκύτταρο ουσιαστικά αναπτύσσεται μόνο του,

similar to how a seed grows into a plant,

με παρόμοιο τρόπο που ένας σπόρος γίνεται φυτό.

all it needs are the brain’s equivalents of soil, water, and sunlight.

Χρειάζονται μόνο τα αντίστοιχα

χώματος, νερού και ηλιακού φωτός για τον εγκέφαλο.

A special gel to simulate embryonic tissue,

Ειδική γέλη για την προσομοίωση του εμβυρονικού ιστού,

a warm incubator set at body temperature,

ένα θερμό εκκολαπτήριο σε θερμοκρασία σώματος

and a bit of motion to mimic blood flow.

και λίγη κίνηση που μιμείται τη ροή του αίματος.

The stem cell grows into a very small version

Το βλαστοκύτταρο εξελίσσεται σε μια πολύ μικρή εκδοχή

of an early-developing human brain,

ενός ανθρώπινου εγκεφάλου στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης,

complete with neurons that can connect to one another

ολοκληρωμένο με νευρώνες που συνδέονται μεταξύ τους

and make simplified neural networks.

και φτιάχνουν απλοποιημένα νευρωνικά δίκτυα.

As mini brains grow, they follow all the steps of fetal brain development.

Καθώς μεγαλώνουν οι μικροί εγκέφαλοι,

ακολουθούν όλα τα βήματα ανάπτυξης του εμβρυικού εγκεφάλου.

By observing this process, we can learn how our neurons develop,

Παρατηρώντας αυτήν τη διαδικασία,

μαθαίνουμε πώς αναπτύσσονται οι νευρώνες μας,

as well as how we end up with so many more of them in our cortex,

όπως και πώς καταλήγουμε να έχουμε τόσους πολλούς στον φλοιό μας,

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

το μέρος που είναι υπεύθυνο για ανώτερη γνωστική λειτουργία

όπως η λογική και ο συλλογισμός,

than other species.

από ό,τι άλλων ειδών.

Being able to grow brains in the lab, even tiny ones,

Η δυνατότητα ανάπτυξης εγκεφάλων στο εργαστήριο, ακόμη και μικρού μεγέθους,

raises ethical questions, like:

προκαλεί ερωτήματα ηθικής όπως:

Can they think for themselves, or develop consciousness?

Μπορούν να σκεφτούν ή να αναπτύξουν συνείδηση;

And the answer is no, for several reasons.

Και η απάντηση είναι όχι, για διάφορους λόγους.

A brain organoid has the same tissue types as a full-sized brain,

Το οργανοειδές εγκεφάλου έχει τα ίδια είδη ιστών με τον κανονικό εγκέφαλο,

but isn’t organized the same way.

αλλά όχι και την ίδια οργάνωση.

Το οργανοειδές είναι παρόμοιο με αεροπλάνο

The organoid is similar to an airplane

που έχει αποσυναρμολογιστεί και επανασυναρμολογιστεί με τυχαίο τρόπο.

that’s been taken apart and reassembled at random;

you could still study the wings, the engine, and other parts,

Ακόμη μπορείς να μελετήσεις τα φτερά, τη μηχανή και άλλα σκέλη,

but the plane could never fly.

αλλά το αεροπλάνο δεν θα μπορέσει ποτέ να πετάξει.

Similarly, a brain organoid allows us to study different types of brain tissue,

Ομοίως, το οργανοειδές εγκεφάλου

μάς επιτρέπει να μελετήσουμε διαφορετικά είδη εγκεφαλικού ιστού,

but can’t think.

αλλά δεν μπορεί να σκεφτεί.

Κι ακόμη και αν οι μικροί εγκέφαλοι ήταν οργανωμένοι όπως ο αληθινός εγκέφαλος,

And even if mini brains were organized like a real brain,

they still wouldn’t be able to reason or develop consciousness.

και πάλι δεν θα μπορούσαν να συλλογίζονται ή να αναπτύξουν συνείδηση.

A big part of what makes our brains so smart is their size,

Μεγάλο μέρος αυτού που κάνει τους εγκεφάλους μας τόσο έξυπνους

είναι το μέγεθός τους,

and mini brains have only about 100,000 neurons

και οι μικροί εγκέφαλοι έχουν μόνο 100.000 νευρώνες,

compared to the 86 billion in a full-sized brain.

συγκριτικά με τα 86 δισεκατομμύρια ενός κανονικού εγκεφάλου.

Scientists aren’t likely to grow larger brain organoids anytime soon.

Οι επιστήμονες μάλλον δεν θα αναπτύξουν μεγαλύτερα οργανοειδή εγκεφάλου σύντομα.

Without blood vessels to feed them,

Χωρίς αιμοφόρα αγγεία να τα τρέφουν,

their size is limited to one centimeter at most.

το μέγεθός τους είναι περιορισμένο στο ένα εκατοστό το πολύ.

Finally, mini brains aren’t able to interact with the outside world.

Τέλος, οι μικροί εγκέφαλοι δεν μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τον εξωτερικό κόσμο.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

Μαθαίνουμε, αλληλεπιδρώντας με τα περιβάλλοντά μας:

λαμβάνουμε ερεθίσματα μέσα από τα μάτια, τα αυτιά και τα άλλα αισθητήρια όργανά μας

through our eyes, ears, and other sensory organs, and reacting in turn.

και αντιδράμε με τη σειρά μας.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

Τα πολύπλοκα νευρωνικά δίκτυα

που βρίσκονται πίσω από τις συνειδητές σκέψεις και πράξεις

develop from this feedback loop.

αναπτύσσονται από αυτόν τον βρόγχο ανατροφοδότησης.

Without it, the organoids can never form a functional network.

Χωρίς αυτόν, τα οργανοειδή δεν μπορούν ποτέ να σχηματίσουν λειτουργικό δίκτυο.

There’s nothing quite like the actual human brain,

Δεν υπάρχει τίποτα σαν τον πραγματικό ανθρώπινο εγκέφαλο,

but mini brains are an unprecedented tool

αλλά οι μικροί εγκέφαλοι είναι ένα πρωτοφανές εργαλείο

for studying everything from development to disease.

για τη μελέτη των πάντων, από την ανάπτυξη μέχρι την ασθένεια.

With luck, these humble organoids can help us discover

Με τύχη, αυτά τα ταπεινά οργανοειδή μπορούν να μας βοηθήσουν να ανακαλύψουμε

what makes the human brain unique,

τι κάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο μοναδικό,

and maybe bring us closer to answering the age-old question:

και ίσως να μας φέρουν πιο κοντά στην απάντηση της αρχαιότερης ερώτησης:

what makes us human?

Τι μας κάνει ανθρώπους;