स्टैनफोर्ड मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने एक नई कार्यप्रणाली विकसित की है जो आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों के भीतर मानव मस्तिष्क ऊतक को उगाने की अनुमति देती है। इन जानवरों को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि उनमें कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस का अधिकांश भाग विकसित न हो। प्रत्यारोपित ग्राफ्ट ने बढ़ने, रक्त वाहिकाएं बनाने और कृंतक के तंत्रिका तंत्र के साथ कार्यात्मक संबंध स्थापित करने की क्षमता दिखाई।
ये तथाकथित 'ज़ेनोकोर्टिकल चूहे' मस्तिष्क के विकास और विभिन्न न्यूरोलॉजिकल विकारों के अनुसंधान के लिए एक मूल्यवान उपकरण प्रदान करते हैं। इसके अलावा, इस प्रयोग ने मानव न्यूरॉन्स के प्रकारों के अवलोकन को संभव बनाया जो पारंपरिक प्रयोगशाला वातावरण में दोहराना मुश्किल है, जिससे यह परीक्षण किया जा सकता है कि यह ऊतक विभिन्न स्वास्थ्य स्थितियों से जुड़ी परिवर्तनों पर कैसी प्रतिक्रिया करता है।
अध्ययन करने के लिए, वैज्ञानिकों ने चूहों को आनुवंशिक रूप से बदल दिया, जिससे कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस का व्यापक विकास रुक गया। कुछ जानवरों का उपयोग नियंत्रण के रूप में किया गया, जिन्हें ग्राफ्ट के बिना रखा गया, जबकि अन्य को जन्म के तुरंत बाद मानव कॉर्टेक्स ऑर्गेनोइड्स प्राप्त हुए।
जैसे-जैसे जानवर बड़े हुए, मानव ऊतक ने उपलब्ध स्थान घेर लिया। तीन महीने की अवधि में, इस ऊतक का आयतन उसकी प्रारंभिक मात्रा से लगभग पांच गुना बढ़ गया, जो कॉर्टिकल आयतन का 90% से अधिक था। ग्राफ्ट विद्युत रूप से सक्रिय भी हो गया और रक्त वाहिकाओं का विकास हुआ, जो रीढ़ की हड्डी तक प्रक्षेपण भेजता है।
स्टैनफोर्ड के प्रोफेसर और अध्ययन के लेखक सर्गियु पास्का ने स्पष्ट किया कि हालांकि जानवरों में चूहे की तंत्रिका तंत्र, संवेदी अंग और सबकोर्टिकल संरचनाएं होती हैं, उल्लेखनीय पहलू यह है कि अधिकांश कॉर्टिकल ऊतक मानव मूल का है, और मानव न्यूरॉन्स चूहे की शेष तंत्रिका तंत्र के साथ बढ़ने, एकीकृत होने और कार्यात्मक कनेक्शन बनाने में सक्षम होते हैं।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रत्यारोपित ऊतक अभी तक मानव कॉर्टेक्स की परिपक्वता तक नहीं पहुंचा है। लगभग छह महीने के बाद भी, यह अपरिपक्व रहा और वयस्क कॉर्टेक्स की विशिष्ट संगठित परतों की कमी थी। हालांकि, शोधकर्ताओं ने ऐसे न्यूरॉन्स की पहचान की जो अन्य मॉडलों में उत्पादन करने में कठिनाई दिखाते थे, जिसमें वॉन इकोनॉमो न्यूरॉन्स जैसे कोशिकाएं शामिल थीं, जो मानव मस्तिष्क के विशिष्ट क्षेत्रों में पाए जाने वाले लम्बे ढांचे हैं।
इस मॉडल के संभावित अनुप्रयोगों में स्मृति का अध्ययन शामिल है। वाई-आकार के भूलभुलैया के साथ किए गए एक परीक्षण में, ज़ेनोकोर्टिकल चूहों ने संयोग से अपेक्षित प्रदर्शन से बेहतर प्रदर्शन किया। जिन जानवरों में कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस नहीं थे, उन्हें याद रखने में कठिनाई हुई कि उन्होंने भूलभुलैया के किस पैर का दौरा किया था। हालांकि, पास्का ने चेतावनी दी कि यह परिणाम यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति नहीं देता है कि मानव न्यूरॉन्स सीधे देखे गए व्यवहार के लिए जिम्मेदार हैं।
मानव मस्तिष्क ऊतक का समावेश महत्वपूर्ण नैतिक दुविधाएं भी उठाता है। टीम में स्टैनफोर्ड के बायोएथिसिस्ट और न्यूरोसाइंटिस्ट, नैतिकता विशेषज्ञों, कानूनी विशेषज्ञों और रोगी प्रतिनिधियों का एक बाहरी समिति शामिल थी। अध्ययन के दौरान जानवरों की सावधानीपूर्वक निगरानी की गई ताकि किसी भी अप्रत्याशित जैविक या व्यवहारिक प्रभावों का पता लगाया जा सके।
एक अन्य केंद्रीय चिंता यह निर्धारित करना है कि क्या किसी जानवर की तंत्रिका तंत्र में धीरे-धीरे अधिक जटिल मानव तंत्रिका ऊतक डालने से उभरने वाले या नए गुण उत्पन्न हो सकते हैं जिनके लिए अतिरिक्त नैतिक विचार की आवश्यकता है। नेचर पत्रिका में प्रकाशित यह अध्ययन ज़ेनोकोर्टिकल चूहों को एक जीवित जीव में मानव मस्तिष्क की जांच करने के लिए एक उपकरण के रूप में स्थापित करता है, जबकि मानव कोशिकाओं के प्रभावों को जानवर की तंत्रिका तंत्र द्वारा उत्पन्न प्रभावों से अलग करने की चुनौती बनाए रखता है।
