Биотехнологи научились сохранять
работоспособность срезов тканей мозга в
течении нескольких недель. Тем самым они
предоставили возможность изучать влияние
химических препаратов на всю нервную сеть,
а не только на клетки.
«Мы, с позволения сказать, присоединяем
кусочек мозга прямо к микросхеме», -
рассказывает Миро Пастрнак, директор
перспективных объектов калифорнийской
компании Tensor Biosciences в городе Ирвин, США. По
его мнению, «мозг на чипе» поможет
создателям лекарств найти оптимальный путь
борьбы с рядом неврологических и
психических расстройств, включая тревожные
расстройства, болезнь Альцгеймера,
шизофрению. «Поведение – это результат
активности миллиардов мозговых клеток,
объединенных в сложные контуры. Но ни в коем
случае не деятельности отдельных клеток
или рецепторов», - подчеркивает Пастрнак.
Психотропные лекарства, меняющие поведение
больного, работают именно по этому принципу,
воздействуя на синапсы и различные типы
нервных рецепторов клеток. Однако новые
препараты до сих пор испытывают на
отдельных нервных клетках. Более крупные
сегменты тканей мозга трудно сохранять в
живом состоянии даже на протяжении
нескольких часов. А «мозг на чипе» живет на
микросхеме несколько недель. "Мы даже
можем создавать комбинированную культуру
из тканей, взятых с разных участков мозга. И
исследовать, как они взаимодействуют друг с
другом", - говорит Пастрнак. У чипа
стеклянная основа. На него помещают десятки
тысяч связанных между собой живых мозговых
клеток, взятых у мышей или крыс. Клетки
находятся в искусственном мозговом
растворе. На чипе размещена матрица из 64
электродов, которые отслеживают
электрическую активность ткани мозга по
аналогии снятием электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
А это помогает понять, как воздействует
препарат на мозг. Электроды контактируют с
клетками, не повреждая их. Это чрезвычайно
важно при проведении повторных
экспериментов, поскольку необходимо быть
уверенным, что данные поступают от одной и
той же группы нейронов. Нейрофизик Петер
Фромерз из германского Института биохимии
Макса Планка в Мартинсриде, разработавший
технологию выращивания нервных клеток на
силиконовой основе, считает, что было бы еще
лучше, если бы новые микросхемы могли
считывать информацию с отдельных клеток и
записывать ее. «К сожалению, электроды
помещены слишком далеко друг от друга. А это
ограничивает возможность получения данных
о нервных цепях», - отмечает ученый. Вместе с
тем Фромерз подчеркивает, что и 64
электродов достаточно, чтобы получить
корректные данные ЭЭГ. Даже если чип не в
состоянии отслеживать деятельность
отдельных клеток, микросхема способна
фиксировать естественные ЭЭГ колебания,
или мозговые волны. Эти колебания
сохраняются даже после удаления химических
препаратов, вызвавших их появление.
Немецкий ученый полагает, что новая
микросхема станет мощным инструментом для
испытания лекарств. В конце октября 2002 года
в Филадельфии на конференции по вопросам
микро технологий компания Tensor Biosciences
объявила, что ее чип был использован для
создания нового препарата для лечения
тревожного расстройства. Эксперты фирмы
считают, что он будет действовать более
целенаправленно и не иметь побочных
эффектов.
