What are mini brains? - Madeline Lancaster

Перекладач: Olena Gapak Утверджено: Khrystyna Romashko

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

Ця маса клітин розміром із ґумку від олівця має назву мозковий органоїд.

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

Це сукупність створених у лабораторії нейронів й інших мозкових тканин,

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

що вчені можуть використати, щоб дослідити справжній людський мозок.

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

Створити його можна з клітин вашої шкіри.

Why would we need such a thing?

Навіщо нам таке потрібно?

Neuroscientists face a challenge:

Перед нейрофізіологами постає проблема:

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

захищений товстим черепом, вкритий кількома шарами захисної тканини,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

наш мозок неймовірно важко вивчати в дії.

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

Протягом століть науковці намагалися зрозуміти мозок, використовуючи аутопсію,

animal models,

тваринні моделі

and, in recent years, imaging techniques.

і, протягом останніх років, техніки візуалізації.

We’ve learned a lot through all these methods,

Ми багато чому навчилися завдяки цим методам,

but they have limitations.

але вони мають обмеження.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

Стани подібні до Альцгеймера чи шизофренії,

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

ефект, що справляють на мозок хвороби подібні до Зіка,

continue to hide beyond our view, and our understanding.

досі ховаються від нашого погляду й нашого розуміння.

Enter brain organoids, which function like human brains

Мозковий органоїд функціонує так само, як людський мозок,

but aren’t part of an organism.

але не є частиною організму.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

Кожен походить з недиференційованої стовбурової клітини,

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

що є клітиною, яка може перетворитися на будь-яку тканину тіла —

from bone to brain.

від кістки до мозку.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

Науковці можуть створювати недиференційовані клітини з клітин шкіри.

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

Це значить, що вони можуть взяти зразок шкіри людини з певним станом —

and generate brain organoids from that person.

і створити мозковий органоїд від цієї людини.

The hardest part of growing a brain organoid,

Найскладніше в вирощуванні мозкового органоїда,

which stumped scientists for years,

і це заплутувало науковців роками, —

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

пошук ідеального поєданння цукрів, протеїнів, вітамінів і мінералів,

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

що змусять стовбурову клітину розвинути нейтральну ідентичність.

That was only discovered recently, in 2013.

Цей винахід зробили нещодавно — у 2013 році.

The rest of the process is surprisingly easy.

Решта процесу — на диво проста.

A neural stem cell essentially grows itself,

Нейтральна стовбурова клітина вирощує сама себе,

similar to how a seed grows into a plant,

подібно до того, як зерня виростає у рослину,

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

потребуючи лише мозкових відповідників ґрунту, води, сонячного світла.

A special gel to simulate embryonic tissue,

Спеціальний гель, щоб симулювати тканину ембріону,

a warm incubator set at body temperature,

теплий інкубатор температури тіла

and a bit of motion to mimic blood flow.

і трохи руху, щоб симулювати кровообіг.

The stem cell grows into a very small version

Стовбурова клітина виростає у дуже малу версію

of an early-developing human brain,

людського мозку на ранніх стадіях розвитку

complete with neurons that can connect to one another

і має нейрони, які можуть створювати зв'язки,

and make simplified neural networks.

поєднуючись у примітивні нейронні мережі.

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

Зростаючи, мінімозок проходить усі стадії ембріонального розвитку мозку.

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

Спостерігаючи цей процес, можна зрозуміти, як розвиваються наші нейрони

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

і чому так багато нейронів з'являється в нашій корі мозку

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

(ця частина відповідає за вищу мозкову діяльність: логіку, аргументацію),

than other species.

порівняно з іншими тваринами.

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

Здатність виростити мозок в лабораторії, навіть дуже малий,

raises ethical questions, like:

призводить до етичних питань:

Can they think for themselves, or develop consciousness?

чи може мозок усвідомити себе чи розвинути свідомість?

And the answer is no, for several reasons.

Відповідь — ні, з кількох причин.

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

Мозковий органоїд має таку саму тканину, як і мозок повного розміру,

but isn’t organized the same way.

але організовану в інший спосіб.

The organoid is similar to an airplane

Органоїд подібний до літака,

that’s been taken apart and reassembled at random;

що розібрали, а потім зібрали у випадковій послідовності:

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

ви досі можете досліджувати крила, двигун, інші частини,

but the plane could never fly.

але такий літак ніколи не злетить.

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

Так само мозковий органоїд дозволяє нам досліджувати різні типи мозкової тканини,

but can’t think.

але не можете мислити.

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

І навіть якщо міні-мозок був би організований, як справжній,

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

він все одно не міг би аргументувати або розвинути свідомість.

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

Великою мірою наш мозок стає таким розумним саме через розмір,

and mini brains have only about 100,000 neurons

а міні-мозок має лише десь 100 000 нейронів,

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

порівняно з 86 мільярдами у мозку звичайного розміру.

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

Науковці навряд чи скоро виростять більші мозкові органоїди.

Without blood vessels to feed them,

Без живлення від кровоносних судин

their size is limited to one centimeter at most.

їхній розмір обмежено 1 сантиметром максимум.

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

В кінці кінців, міні-мозок не може взаємодіяти зі світом навколо.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

Ми навчаємося через взаємодію з навколишнім світом, отримуючи стимули

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

за допомогою очей, слуху, інших органів чуття, реагуючи у відповідь.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

Складна нейронна мережа в основі свідомих думок і дій

develop from this feedback loop.

розвивається з такого циклу зворотного зв'зку.

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

Без нього органоїд ніколи не розвине функціональну мережу.

There’s nothing quite like the actual human brain,

Не існує нічого подібного до людського мозку,

but mini brains are an unprecedented tool

але міні-мозок — безпрецедентний інструмент

for studying everything from development to disease.

для дослідження будь-чого — від розвитку до хвороб.

With luck, these humble organoids can help us discover

Якщо пощастить, ці скромні органоїди можуть допомогти нам зрозуміти,

what makes the human brain unique,

що ж робить людський мозок унікальним,

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

і може, наблизять нас до відповіді на стародавнє питання:

what makes us human?

що робить нас людьми?