What are mini brains? - Madeline Lancaster

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Sigal Tifferet

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

אוסף התאים הזה בגודל מחק של עפרון נקרא איברון מוח.

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

זה אוסף של נוירונים ורקמות מוח אחרות שגודלו במעבדה

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

שיכול לסייע למדענים לחקור מוחות אנושיים שלמים.

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

ואפשר לגדל איברון מדגימה של תאי העור שלכם.

Why would we need such a thing?

למה זה עוזר?

Neuroscientists face a challenge:

מדעני מוח עומדים בפני אתגר:

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

המוח האנושי מוגן על ידי הגולגולת העבה שלנו ומעורסל ברקמות מגינות,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

ולכן קשה מאוד לצפות בו בפעולה.

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

במשך מאות שנים, מדענים ניסו להבין את המוח בעזרת ניתוחים לאחר המוות,

animal models,

מודלים של חיות,

and, in recent years, imaging techniques.

ובשנים האחרונות, שיטות דימות.

We’ve learned a lot through all these methods,

למדנו הרבה בעזרת השיטות האלו,

but they have limitations.

אבל יש להן מגבלות.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

מצבים כמו אלצהיימר וסכיזופרניה,

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

וההשפעה של מחלות כמו זיקה על המוח האנושי,

continue to hide beyond our view, and our understanding.

נעלמות מעינינו ומהבנתנו.

Enter brain organoids, which function like human brains

כאן נכנסים לתמונה איברונים מוחיים, שמתפקדים כמו מוחות אנושיים

but aren’t part of an organism.

אבל הם אינם חלק מאורגניזם.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

כל אחד מגיע מתא גזע לא ממוין,

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

שיכול להתפתח לכל רקמה בגוף,

from bone to brain.

מעצם ועד מוח.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

מדענים יכולים ליצור תאים לא ממוייניים מתאי עור.

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

זה אומר שהם יכולים לקחת דגימה מעורו של אדם עם מצב מסויים

and generate brain organoids from that person.

ולייצר איברון מוח מהאדם הזה.

The hardest part of growing a brain organoid,

החלק הכי קשה בגידול איברון מוח,

which stumped scientists for years,

שתקע את המדענים במשך שנים,

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

היה למצוא את הצרוף המושלם של סוכרים, חלבונים, ויטמינים ומינרלים

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

שיעודד את תאי הגזע לפתח זהות עצבית.

That was only discovered recently, in 2013.

זה התגלה רק לאחרונה, ב-2013.

The rest of the process is surprisingly easy.

שאר התהליכים הם פשוטים להפליא.

A neural stem cell essentially grows itself,

תא גזע עצבי מגדל את עצמו, בעקרון,

similar to how a seed grows into a plant,

בדומה לדרך בה זרע גדל לצמח,

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

כל מה שהוא צריך זה את שווה הערך של המוח לאדמה, מים ואור שמש.

A special gel to simulate embryonic tissue,

ג'ל מיוחד המדמה רקמה עוברית,

a warm incubator set at body temperature,

אינקובטור חמים המכוון לטמפרטורת גוף,

and a bit of motion to mimic blood flow.

ומעט תנועה המדמה זרימת דם.

The stem cell grows into a very small version

תאי הגזע גדלים לגרסה מאוד קטנה

of an early-developing human brain,

של מוח אנושי בתחילת התפתחותו,

complete with neurons that can connect to one another

עם נוירונים שיכולים להתחבר אחד לשני

and make simplified neural networks.

וליצור רשתות עצביות פשוטות.

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

כשמוחות מיניאטורים גדלים, הם עוברים את כל שלבי ההתפתחות של מוח עוברי.

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

צפיה בתהליך הזה, מאפשרת ללמוד איך הנוירונים שלנו מתפתחים,

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

וגם איך יש לנו הרבה יותר תאים בקורטקס,

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

החלק שאחראי לתפקודי חשיבה גבוהים כמו לוגיקה והסקה,

than other species.

יחסית למינים אחרים.

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

היכולת לגדל מוחות במעבדה, אפילו זעירים,

raises ethical questions, like:

מעלה שאלות אתיות, כמו:

Can they think for themselves, or develop consciousness?

האם הם יכולים לחשוב בעצמם, או לפתח הכרה?

And the answer is no, for several reasons.

והתשובה היא לא, מכמה סיבות.

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

לאיברון מוח יש אותם סוגי רקמות כמו למוח בגודל מלא,

but isn’t organized the same way.

אבל הוא אינו מאורגן באותה דרך.

The organoid is similar to an airplane

האיברון דומה למטוס

that’s been taken apart and reassembled at random;

שפורק והורכב באופן אקראי;

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

אפשר לחקור את הכנפיים, המנוע, וחלקים אחרים,

but the plane could never fly.

אבל המטוס לא יוכל לטוס לעולם.

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

בדומה, איברון מוח מאפשר לנו לחקור סוגים שונים של רקמות מוח,

but can’t think.

אבל לא יכול לחשוב.

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

ואפילו אם מיני-מוחות היו מאורגנים כמו מוח אמיתי,

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

הם עדיין לא היו מסוגלים להסיק או לפתח הכרה.

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

חלק גדול ממה שהופך את מוחנו לכל כך חכם הוא הגודל שלו,

and mini brains have only about 100,000 neurons

ולמיני-מוחות יש רק בערך 100,000 נוירונים

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

לעומת 86 מיליארד במוח בגודל מלא.

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

מדענים לא יגדלו כנראה איברון מוח גדול יותר בזמן הקרוב.

Without blood vessels to feed them,

ללא כלי דם שיזינו אותם,

their size is limited to one centimeter at most.

גודלם מוגבל לסנטימטר אחד, במקסימום.

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

לבסוף, מיני-מוחות לא מסוגלים לתקשר עם העולם החיצוני.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

אנחנו לומדים מיחסי גומלין עם הסביבה שלנו.

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

מקבלים קלט דרך העיניים, האזניים, ואברי חישה אחרים, ומגיבים להם.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

הרשתות העצביות המורכבות שמרכיבות את המחשבות והפעולות שלנו

develop from this feedback loop.

מתפתחות מלולאת המשוב הזו.

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

בלעדייהן, האיברונים לעולם לא יצליחו ליצור רשת תפקודית.

There’s nothing quite like the actual human brain,

אין דבר שיכול להידמות למוח האנושי,

but mini brains are an unprecedented tool

אבל מיני-מוחות הם כלי חסר תקדים

for studying everything from development to disease.

לחקור הכל, מהתפתחות ועד למחלות.

With luck, these humble organoids can help us discover

עם מעט מזל, האיברונים הצנועים האלה יעזרו לנו לגלות

what makes the human brain unique,

מה הופך את המוח האנושי ליחודי,

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

ואולי יקרבו אותנו לתשובה לשאלה העתיקה:

what makes us human?

מה עושה אותנו אנושיים?