Структура нервової тканини. Дослідники об'єднали три людських мозкових органоїда і навчили їх відрізняти різні сигнали.

Група дослідників, очолювана нейробіологом Йошіхо Ікеучі з Токійського університету, створила мережу з трьох людських мозкових органоїдів. Після повторних електричних імпульсів ці органоїди змогли навчитися розпізнавати сигнали, що надходять з різних джерел.

Цю інформацію повідомляє видання Science Alert.

Мозкові органоїди -- це невеликі тривимірні скупчення людської нервової тканини, які вирощують у лабораторії. Вони не є мініатюрними копіями повноцінного мозку, однак відтворюють частину його клітинної структури та електричної активності.

Науковці виростили органоїди з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин людини і розмістили їх на спеціально розроблених чипах, оснащених мікроскопічними електродами. Ці електроди дозволяли подавати електричні імпульси до тканини та одночасно фіксувати її активність.

У дослідженні застосовували чіпи, на яких розміщували один, два або три органоїди. Їх залишали в такому стані більше двох тижнів, аби нервові клітини змогли розвинути аксони та налагодити зв'язки між собою. Записи електричної активності виявили синхронізацію між з'єднаними органоїдами, що підтвердило створення функціональних мереж.

Після цього, протягом двох тижнів, дослідники щоденно активували нервові зв'язки в двох окремих зонах, виконуючи цю процедуру по 100 разів на кожному з ділянок. Паралельно з цим вони фіксували активність у іншій частині мережі.

За допомогою алгоритмів машинного навчання дослідники аналізували отримані сигнали та визначали, з якого саме місця надходила стимуляція. На початку експерименту сигнали були настільки схожими, що алгоритми правильно визначали їхнє джерело приблизно у половині випадків -- на рівні випадкового вгадування.

Після двох тижнів повторної стимуляції ситуація змінилася лише в мережах із трьома органоїдами. Сигнали, які надходили з двох різних місць, стали краще розрізнятися за активністю третього, нестимульованого органоїда. Реакції також стали швидшими, стабільнішими та більш просторово диференційованими.

У мережах, що складалися з трьох органоїдів, які не піддавалися такій стимуляції, не було зафіксовано подібних змін. Це свідчить про те, що поліпшення пов'язане саме з регулярними сигналами, а не лише з природним розвитком органоїдів у лабораторних умовах.

На думку вчених, отримані результати вказують на те, що структурна організація нервової тканини у взаємозалежні модулі, які виконують різні функції, може сприяти її здатності навчатися розпізнавати джерела інформації. Дослідники підкреслюють, що можливість розрізняти основні сигнали є критично важливою для більш складних процесів обробки інформації.