संयुक्त राज्य अमेरिका में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में, वैज्ञानिकों की एक टीम लगभग बीस चूहों की निगरानी कर रही है जो पहली नज़र में सामान्य दिखते हैं, लेकिन उनके मस्तिष्क में एक असाधारण तत्व होता है: लाखों मानव न्यूरॉन्स।
नेचर पत्रिका में प्रकाशित एक नए अध्ययन में बताया गया है कि न्यूरोसाइंटिस्टों ने कैसे चूहों के मस्तिष्क में मानव मस्तिष्क कोशिकाओं का प्रत्यारोपण किया, जिससे तंत्रिका तंत्र के अधूरे क्षेत्रों को भरा गया। यह प्रक्रिया एक नया प्रायोगिक मॉडल बनाती है जो कुछ प्रकार के मनोदैहिक विकारों, जैसे कि कुछ प्रकार के डिमेंशिया या सेरेब्रल पाल्सी के कारणों की पहचान करने या उपचार विकसित करने में सहायता कर सकता है।
यह कार्य शरीर के बाहर मानव मस्तिष्क को फिर से बनाने के प्रयासों में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है। जीवित न्यूरॉन्स का विश्लेषण कई दशकों से इस शोध क्षेत्र में एक लगातार चुनौती रहा है।
2010 के दशक की शुरुआत में एक विकल्प सामने आया, जिसमें ऑर्गेनोइड्स नामक संरचनाओं का विकास हुआ। सीधे मानव अंग की जांच करने के बजाय, शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में शरीर के ऊतकों के छोटे और सरलीकृत संस्करण उगाना शुरू कर दिया। उदाहरण के लिए, त्वचा की कोशिकाओं से विभिन्न मस्तिष्क ऑर्गेनोइड्स उत्पन्न किए जा सकते हैं जो वास्तविक मस्तिष्क के कुछ कार्यों और विशेषताओं की नकल करते हैं।
हालांकि, इन प्रतिकृतियों में सीमाएं हैं क्योंकि उनमें रक्त वाहिकाएं नहीं होती हैं और वे बहुत छोटी होती हैं। सर्गियो पास्का, ऑर्गेनोइड्स की खोज के लिए जिम्मेदार शोधकर्ताओं में से एक और चूहा अध्ययन के वर्तमान समन्वयक, ने एक बयान में कहा कि सेल कल्चर प्लेट के भीतर जटिल मानव व्यवहार का अध्ययन करना असंभव होगा।
इस सीमा को दूर करने का प्रयास 2018 में हुआ, जब वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क ऑर्गेनोइड्स को चूहों के मस्तिष्क में डाला। बाद में, 2022 के एक अध्ययन में, इन कोशिकाओं को जानवरों के दृश्य केंद्र में प्रत्यारोपित किया गया, जिससे यह प्रदर्शित हुआ कि चूहे और मानव दोनों न्यूरॉन्स प्रकाश पर प्रतिक्रिया करते हैं।
हाल ही में, 2024 में, पास्का के नेतृत्व में एक अन्य अध्ययन ने युवा चूहों में ऑर्गेनोइड्स का उपयोग करके एपिलेप्सी और गंभीर ऑटिज्म से जुड़ी एक दुर्लभ आनुवंशिक स्थिति, टिमोथी सिंड्रोम की जांच की। इस पद्धति ने टीम को विकार के खिलाफ एक विशिष्ट दवा के प्रकार, एंटीसेंस ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स की प्रभावकारिता का मूल्यांकन करने की अनुमति दी।
सबसे हाल के अध्ययन के समान होने के बावजूद, 2024 के प्रयोग में एक अधिक बुनियादी प्रत्यारोपण का उपयोग किया गया, जिसमें मानव मस्तिष्क कोशिकाओं को युवा कृंतक के मस्तिष्क ऊतक के बगल में डाला गया था, जो पहले से ही तेजी से विकसित हो रहे थे, जिससे मानव ऑर्गेनोइड्स को जगह के लिए प्रतिस्पर्धा करने के लिए मजबूर होना पड़ा।
वर्तमान प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों का उपयोग किया जो कॉर्टेक्स — मस्तिष्क की बाहरी परत जो संज्ञान, स्मृति और निर्णय लेने के लिए जिम्मेदार है, और जो भाषा और जटिल विचारों का समर्थन करने के लिए मनुष्यों में असंगत रूप से बड़ी होती है — विकसित नहीं करते हैं। इस स्थान पर, खोपड़ी गुहा के अंदर, मस्तिष्कमेरु द्रव से भरी एक खाली जगह थी।
मानव कोशिकाओं को इंजेक्ट करने की सर्जरी चूहों के जन्म के कुछ दिनों बाद की गई थी, जब प्राथमिक मस्तिष्क कनेक्शन पहले ही स्थापित हो चुके थे। इस अनुपस्थित कॉर्टिकल क्षेत्र में, सैकड़ों हजारों मानव कोशिकाओं को पेश किया गया। बिना किसी प्रतिस्पर्धा के, वे तेजी से गुणा हुईं; दो या तीन महीनों में, मात्रा लगभग पांच गुना हो गई, लगभग 4 मिलियन तक पहुंच गई और पहले तरल पदार्थ द्वारा कब्जा किए गए स्थान का 90% से अधिक घेर लिया।
ये मानव कोशिकाएं, अभी भी अपरिपक्व (गर्भावस्था के तीसरे तिमाही में भ्रूण के समान), सक्रिय हो गईं और चूहे के जीवित रहने के अनुसार कनेक्शन बनाने लगीं। इसके अलावा, मानव ऊतक ने सामाजिक संज्ञान से जुड़े एक विशेष प्रकार के न्यूरॉन, फ्यूज न्यूरॉन्स, को उत्पन्न करने में कामयाबी हासिल की, जिन्हें पहले कभी प्रयोगशाला में नहीं बनाया गया था। ये न्यूरॉन्स फ्रंटोटेम्पोरल डिमेंशिया के मामलों में मरने वाली पहली कोशिकाएं हैं।
संशोधित चूहों में सामान्य चूहों की तुलना में गति या संज्ञानात्मक और स्मृति कार्यों के प्रदर्शन में कोई दृश्य अंतर नहीं देखा गया। हालांकि, कम ऑक्सीजन की स्थितियों के संपर्क में लाने पर दोनों प्रकार के चूहों के साथ एक अपवाद देखा गया। जबकि मनुष्यों में इस कमी से गंभीर कॉर्टिकल क्षति हो सकती है, जिससे सेरेब्रल पाल्सी हो सकती है, चूहों में ऐसा नहीं होता है; फिर भी, मानव मस्तिष्क कोशिकाओं वाले चूहों ने सेरेब्रल पाल्सी वाले व्यक्तियों के समान लक्षण दिखाए।
