Научат думать? Выращенный в лаборатории мозг может приобрести сознание

13 ноя, 11:40 Диана Укладчикова 73 0

Neuron: выращенный в лаборатории мозг может приобрести сознание

Исследователи предложили метод проверки человеческих мозговых органоидов на признаки сознания. Речь идет о крошечных скоплениях нервных клеток, выращенных в лабораторных условиях. Ученые хотят установить, способны ли такие структуры обрабатывать информацию способом, который у человека связан с осознанным восприятием.

Методику разработали профессор Рурского университета в Бохуме Лючия Меллони и профессор Коллеж де Франс в Париже Станислас Деан. Их статья опубликована в научном журнале Neuron.

Что представляет собой мозг, выращенный в лаборатории

Мозговые органоиды создают из человеческих стволовых клеток. При определенных условиях они способны превращаться в разные типы клеток организма, в том числе нервные.

С помощью специальных веществ исследователи направляют их развитие. В результате в лабораторной посуде формируются небольшие скопления клеток, которые воспроизводят некоторые особенности отдельных участков человеческого мозга.

Такие структуры не являются полноценным мозгом человека. Однако они позволяют изучать взаимодействие нервных клеток и процессы, происходящие в нервной ткани.

Технология применяется не только для создания мозговых органоидов. Аналогичным способом ученые выращивают клеточные структуры, напоминающие ткани сердца или кишечника.

Исследователям уже удалось внедрить человеческие органоиды в эмбрионы мышей. В экспериментальных условиях клетки образовывали связи с тканями организма животного. Кроме того, несколько органоидов можно соединять между собой. Такие конструкции получили название ассемблоидов.

Может ли выращенная нервная ткань чувствовать боль

Один из экспериментов, на который ссылаются авторы новой работы, связан с изучением болевых сигналов. Другая группа исследователей соединила четыре органоида, чтобы воспроизвести путь передачи информации, возникающей при воздействии раздражителя.

Затем ученые использовали капсаицин — вещество, которое содержится в остром перце и вызывает характерное ощущение жжения у человека. Созданная клеточная конструкция отреагировала на раздражитель. Однако это не означает, что выращенные клетки действительно испытали боль.

Лючия Меллони подчеркивает принципиальное различие между реакцией нервной ткани и субъективным ощущением. Клетки могут передавать электрические сигналы, не обладая сознанием. Поэтому ученым необходимы более сложные методы проверки.

Как проверить сознание с помощью повторяющихся звуков

Исследователи предложили использовать закономерности, которые человеческий мозг способен запоминать и распознавать. Для объяснения принципа эксперимента они приводят пример с последовательностью звуков.

Представим, что человек многократно слышит одинаковое сочетание слогов: «ба-ба-ба-ба-бу». Сначала мозг различает отдельные звуки. Для этого необязательно сознательно анализировать услышанное.

Однако после нескольких повторений человек начинает замечать закономерность: за четырьмя «ба» всегда следует «бу». Если последовательность неожиданно изменится на «ба-ба-ба-ба-ба», слушатель заметит нарушение привычного порядка.

Именно способность распознавать не отдельный раздражитель, а нарушение ожидаемой последовательности представляет интерес для исследователей.

У человека такие процессы могут быть связаны с более сложной обработкой информации, в том числе с сознательным восприятием.

Какие восемь испытаний предложили провести ученые

Меллони и Деан разработали экспериментальную схему, включающую восемь тестов разной сложности. Вместо звуков исследователи предлагают воздействовать на выращенную нервную ткань электрическими импульсами.

Сначала органоиду будут подавать повторяющиеся последовательности сигналов. Затем порядок стимуляции изменят. Специальное оборудование позволит измерить электрическую активность клеток и определить, замечает ли ткань отклонение от привычной последовательности.

Особенно важно установить, способна ли она реагировать не просто на появление нового импульса, а на отсутствие ожидаемого. Каждый из восьми тестов предполагает определенный уровень сложности обработки информации.

Некоторые проверяемые процессы у людей связывают с сознанием. Если органоид продемонстрирует характерные реакции сразу в нескольких испытаниях, это может стать основанием для дальнейшего изучения его когнитивных возможностей.

Почему ученые задумались об этике экспериментов

Возможность появления у выращенной нервной ткани сложных когнитивных способностей ставит перед исследователями новые вопросы.

Если в будущем органоиды продемонстрируют признаки процессов, связанных с сознанием, ученым придется определить, какие ограничения необходимы при проведении экспериментов. При этом сами авторы исследования не утверждают, что органоиды способны мыслить, испытывать эмоции или осознавать собственное существование.

По мнению Меллони, обсуждать эти вопросы необходимо заранее, поскольку технологии выращивания нервной ткани продолжают развиваться.

Исследовательница вместе с коллегами выступает за создание международного совета, который занимался бы регулированием подобных научных работ. Предполагается, что в обсуждении должны участвовать не только специалисты, но и представители общества.

Зачем создавать искусственные модели человеческого мозга

Несмотря на этические сложности, исследователи рассчитывают, что дальнейшее развитие органоидных технологий поможет в изучении заболеваний. Выращенные клеточные структуры позволяют наблюдать биологические процессы в лабораторных условиях.

В перспективе подобные исследования могут использоваться для изучения механизмов болезней и разработки способов их лечения. Меллони также считает, что органоидные технологии помогут лучше понять реакции человеческого организма на изменения окружающей среды, включая климатические факторы.

Но для этого необходимо не только совершенствовать сами лабораторные модели, но и научиться правильно оценивать их возможности.

Главный вопрос новой работы заключается в том, где проходит граница между обычной реакцией нервных клеток и сложной обработкой информации, которая может свидетельствовать о наличии сознания.

Еще больше новостей — у Пятого канала в мессенджере МАКС.