What are mini brains? - Madeline Lancaster

Fordító: Gyöngyi Iris Czachesz Lektor: Tímea Hegyessy

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

Ezt a borsószem nagyságú sejtcsoportot agyi organoidnak hívják.

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

Laboratóriumban tenyésztett idegsejtekből és egyéb agyszövetekből áll.

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

A kutatók a kifejlett emberi agy modellezésére használják.

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

Bőrszövetmintából tenyészthető.

Why would we need such a thing?

De miért is van erre szükségünk?

Neuroscientists face a challenge:

Az idegtudósok egyik nagy nehézsége,

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

hogy agyunkat egyrészt védő szövetrétegek, másrészt a koponyacsontunk veszi körül,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

ezért annak működése közvetlenül nem megfigyelhető.

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

Évszázadokig boncolások útján szereztünk információkat az agyról,

animal models,

vagy állatkísérletekből,

and, in recent years, imaging techniques.

újabban pedig képalkotási technikák segítségével.

We’ve learned a lot through all these methods,

Bár ezek a módszerek sok újdonságot feltártak,

but they have limitations.

mégis megvannak a maguk korlátai.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

Alzheimer-kór, skizofrénia,

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

Zika és egyéb vírusok:

continue to hide beyond our view, and our understanding.

mindezek agyi működési mechanizmusa még mindig rejtve van előttünk.

Enter brain organoids, which function like human brains

Itt lépnek színre az agyi organoidok, amelyek az agyhoz hasonlóan működnek,

but aren’t part of an organism.

mégsem részei egy élő rendszernek.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

Mindegyik egy-egy őssejtből származik,

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

vagyis olyan sejtből, amelyből bármilyen testszövet kifejlődhet,

from bone to brain.

akár csont- vagy agyi szövet.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

A tudósok a bőrszövetből képesek őssejteket tenyészteni.

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

Vagyis bőrszövetmintát vesznek egy embertől,

and generate brain organoids from that person.

és ebből az emberből kitenyésztik az agyi organoidokat.

The hardest part of growing a brain organoid,

A munka legnehezebb része az volt,

which stumped scientists for years,

amely a tudósokat évekig akadályozta,

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

hogy a cukrok, fehérjék, vitaminok és ásványi anyagok

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

olyan kombinációját állítsák elő, mely az őssejt idegsejtté alakulását serkenti.

That was only discovered recently, in 2013.

Ez csak nemrég, 2013-ban sikerült.

The rest of the process is surprisingly easy.

A munka többi része meglepően egyszerű.

A neural stem cell essentially grows itself,

Az idegsejt tulajdonképpen magától növekszik,

similar to how a seed grows into a plant,

hasonlóan ahhoz, ahogy a növények magjából a növény,

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

és ugyanúgy szüksége van az agyban a megfelelő táptalajra és körülményekre:

A special gel to simulate embryonic tissue,

egy, az embrionális szövetet szimuláló gélre,

a warm incubator set at body temperature,

egy inkubátorra, amely testhőmérsékletűre van állítva,

and a bit of motion to mimic blood flow.

és egy kis mozgásra, amely a véráramlást utánozza.

The stem cell grows into a very small version

Az őssejtből kialakul

of an early-developing human brain,

a fejlődésben lévő emberi agy egy miniatűr verziója,

complete with neurons that can connect to one another

idegsejtekkel együtt,

amelyek egymással összekapcsolódva egyszerű neuronhálózatokat képezhetnek.

and make simplified neural networks.

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

Növekedés közben a miniagyak reprodukálják a magzati agyfejlődés szakaszait,

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

ezt a folyamatot tanulmányozva tehát bepillanthatunk az idegi fejlődésbe.

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

Megtudhatjuk azt is, az összes faj közül miért pont az ember agykérge –

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

vagyis a magasabb szintű, logikus gondolkodás központja –

than other species.

tartalmaz neuronokat nagy számban.

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

Az, hogy laboratóriumban tudunk előállítani emberi agyat,

raises ethical questions, like:

etikai kérdéseket is felvet:

Can they think for themselves, or develop consciousness?

Tudnak ezek az agyak gondolkodni? Van öntudatuk?

And the answer is no, for several reasons.

A válasz: nem. Mégpedig több ok miatt.

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

Az agyi organoid az agyhoz hasonló szövetekből áll,

but isn’t organized the same way.

de ezek nem ugyanúgy szerveződnek benne.

The organoid is similar to an airplane

Az organoid olyan, mint egy repülőgép,

that’s been taken apart and reassembled at random;

amelyet szétszedtek, majd véletlenszerűen összeszereltek;

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

bár egyenként tanulmányozható a szárny, a motor és egyéb részek,

but the plane could never fly.

a gép mégsem tudna felszállni.

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

Ugyanígy egy agyi organoid szövettípusait is tanulmányozhatjuk,

but can’t think.

az organoid mégsem tud gondolkodni.

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

De még ha a miniagy az igazi agyhoz hasonlóan is lenne felépítve,

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

akkor sem lenne képes érvelni, és nem lenne öntudata.

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

Az, hogy agyunk olyan okos, nagyrészt a méretének köszönhető:

and mini brains have only about 100,000 neurons

a miniagyakban körülbelül 100 ezer idegsejt található,

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

egy fejlett emberi agyban ezzel szemben 86 milliárd.

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

Nem várható, hogy a tudósok nagyobb organoidokat tenyésszenek.

Without blood vessels to feed them,

Egy centi a maximális nagyságuk,

their size is limited to one centimeter at most.

mivel nincsenek összekötve egy tápláló érrendszerrel.

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

És végül: a miniagyak nem képesek a külvilággal kommunikálni.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

A tanulás alapja a környezettel való interakció:

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

ingerek érik érzékszerveinket, amelyekre aztán reagálunk.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

Ezekből az interakciókból fejlődnek ki azok a komplex neurális hálózatok,

develop from this feedback loop.

amelyek megalapozzák a tudatos gondolkodást.

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

Interakciók nélkül az organoidok nem tudnak szervezetként működni.

There’s nothing quite like the actual human brain,

Semmi sem hasonlítható az emberi agyhoz,

but mini brains are an unprecedented tool

a miniagyak mégis kivételesen alkalmasak arra,

for studying everything from development to disease.

hogy tanulmányozzuk az agyfejlődést vagy akár a betegségek hatását.

With luck, these humble organoids can help us discover

Ha szerencsénk van, a miniagyak segítségével rájövünk,

what makes the human brain unique,

mitől különleges az emberi agy.

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

Talán az örök kérdésre is megtaláljuk a választ:

what makes us human?

mitől ember az ember?