ارگانوئیدهای قشری، بافتهای سه بعدی کشت شده‌ی مصنوعی هستند. محققان ژاپنی در مطالعه خود در نشریه Stem Cell، شبکه‌های عصبی عملکردی مشتق از این ارگانوئیدها را گزارش داده‌اند. با اینکه ارگانوئیدها دقیق “فکر نمی‌کنند”، ولی ابزار جدید محققان –که فعالیت عصبی را در زمان استفاده از ارگانوئیدها شناسایی می‌کند- می‌تواند روشی برای درک عملکرد مغز انسان فراهم آورد.
یون تاکاهاشی، مولف ارشد مطالعه و استاد دانشگاه Kyoto می‌گوید: “ارگانوئیدهای قشری می‌توانند بعنوان جایگزینی برای مغز انسان بمنظور مطالعه اختلالات عصبی و تکاملی پیچیده مورد استفاده قرار گیرند؛ زیرا آنها از توانایی شبیه سازی تکامل قشر برخوردارند.”
با این حال، این مطالعات چالش برانگیز هستند؛ زیرا ارگانوئیدهای قشری کنونی فاقد ساختارهای حمایتی مورد نظر مانند عروق خونی و بافتهای اطراف هستند. همچنین بدلیل توانایی محدود محققان در ارزیابی فعالیت عصبی ارگانوئیدها، سنجش جامع عملکرد شبکه‌های نورونی دشوار بوده‌است.
هیدیا ساکاگوچی، دستیار پسادکترا در دانشگاه Kyoto می‌گوید: “در این مطالعه، ما یک ابزار کاربردی جدید برای ارزیابی تغییرات دینامیک جامع فعالیت شبکه در یک زمینه‌ی شناسایی شده، که فعالیت بیش از هزار سلول را نشان می‌دهد، تولید کردیم. مورد جالب در مورد این مطالعه این است که ما قادر به شناسایی تغییرات دینامیک در فعالیت یون کلسیم و تصویرسازی جامع از فعالیتهای سلولی بودیم.”
تاکاهاشی، ساکاگوچی و تیم آنها بمنظور تولید ارگانوئیدها، یک توپ از سلولهای بنیادی پرتوان که از توانایی تمایز به بافتهای متنوع بدن برخوردارند، ساختند. سپس آنها این سلولها را در یک ظرف مملوء از محیط کشت که فضای مورد نیاز برای تکامل عصبی را شبیه سازی می‌کرد، قرار دادند. تیم با بهره گیری از ارگانوئیدها بطرز موفقیت آمیزی، فعالیتهای همگام شده و همگام نشده را در شبکه‌ها و ارتباطات میان نورونها، به تصویر کشیدند. فعالیت عصبی همگام شده می‌تواند پایه‌ای برای عملکردهای متنوع مغزی، از جمله حافظه باشد.
ساکاگوچی اذعان دارد: “ما بر این باوریم کار ما، امکان ارزیابی جامع از فعالیت عصبی مشتق از سلولهای انسانی را تعریف می‌کند. این روش می‌تواند محققان را در فهم فرآیندهای جمعیتهای سلولی مخصوص در مغز که اطلاعات را کدگذاری می‌کنند، یاری کند. همچنین می‌تواند مکانیسمهای عملکردی دخیل در بیماری‌های روانی مشخص سازد.”
با اینکه ارگانوئیدهای قشری، وسیله‌ای برای مطالعه مغز انسان محسوب می‌شوند، نگرانی‌های اخلاقی با توجه به عملکرد عصبی آنها، اخیرا بیشتر شده‌است.
ساکاگوچی اذعان دارد: “یک نگرانی این است که آنها همچنین از فعالیتهای روانی مانند آگاهی در آینده برخوردار هستند، بدلیل اینکه ارگانوئیدهای قشری، فرآیند تکاملی را شبیه سازی می‌کنند. برخی افراد این نگرانی را به آزمایش فکر “مغزها در یک خمره” پیشنهاد شده توسط هیلاری پوتنام ارجاع می‌دهند. در این آزمایش، مغزها درون یک خمره‌ی حاوی مایع پایدارکننده‌ی حیات قرار می‌گیرند که با یک کامپیوتر در ارتباط است و از آگاهی مشابه انسان برخوردار می‌باشد.”
با این حال، تاکاشی و ساکاگوچی بر این باورند ارگانوئیدهای قشری باعث ایجاد آگاهی نمی‌شوند، زیرا آنها فاقد ورودی از محیط اطراف خود هستند.
ساکاگوچی می‌گوید: “آگاهی نیازمند تجربه‌ی عینی است، و ارگانوئیدهای قشری بدون بافتهای حسی، ورودی حسی و خروجی حرکتی نخواهند داشت. با این وجود، اگر ارگانوئیدهای قشری با یک سیستم ورودی و خروجی که باعث ایجاد آگاهی می‌شود، تولید شوند، مطالعات پایه و کاربردی این ارگانوئیدهای قشری به یک چالش اخلاقی همه جانبه تبدیل خواهد شد.”
مطابق ادعای تاکاهاشی، در آینده، مطالعات کاربردی ارگانوئیدها در سه حیطه‌ی کشف دارو، مدلسازی اختلالات روانی-عصبی و پزشکی بازساختی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
تاکاهاشی اذعان دارد: “ارگانوئیدهای قشری می‌توانند با جایگزین ساختن مدلهای حیوانی مرسوم و استفاده بعنوان مدل برای بیماری‌های عصبی درمان ناپذیر، باعث پیشرفتهای بزرگی در شرکتهای داروسازی شوند. با بهره گیری از روش ما، بررسی الگوهای فعالیت سلولی در عملکردهای مغزی بمنظور بررسی زمینه‌های بیشتر، ممکن خواهد بود.”
