Onderzoekers hebben een significante doorbraak bereikt in de regeneratieve neurologie door aan te tonen dat kleine, kunstmatig gekweekte versies van de menselijke cerebrale cortex kunnen helpen bij het herstel van cognitieve en motorische functies. Dit gebeurde bij muizen die een substantieel deel van hun hersenmassa misten, wat wijst op een potentieel voor toekomstige behandelingen van hersenbeschadigingen.
De studie richtte zich op muizen met een specifiek genetisch defect, waardoor zij meer dan 90 procent van hun cerebrale cortex misten. Omdat deze cortex essentieel is voor complexe processen zoals het geheugen en beweging, resulteerde dit defect in een verlies van ongeveer de helft van de totale hersenmassa. Volgens een artikel van newscientist.com vertoonden deze dieren aanvankelijk duidelijke tekortkomingen in hun geheugen en motoriek, hoewel er enige natuurlijke compensatie in de hersenen plaatsvond.
Om deze functies te herstellen, maakte het team onder leiding van Sergiu Pașca van de Stanford University gebruik van menselijke stamcellen. Door deze cellen gedurende 40 dagen aan specifieke chemische stoffen bloot te stellen, konden hersenorganoïden worden gekweekt. Bij een deel van de proefdieren, de zogenaamde 'XCX-muizen', werden vier van deze organoïden chirurgisch in de schedelholte geplaatst. Ter vergelijking werd een groep 'apalliale muizen' gebruikt die geen transplantatie ondergingen.
De resultaten van de cognitieve tests waren opvallend. In experimenten met doolhoven, bedoeld om het navigatievermogen en het geheugen te toetsen, scoorden de apalliale muizen aanzienlijk lager dan normale muizen. Echter, de organoïden hielpen bij het herstel van een groot deel van de cognitieve functies. Zoals beschreven door , integreerden de menselijke organoïden succesvol in het brein van de muis, waardoor een groot deel van de cognitieve functies werd hersteld.
Gabriel Balmuș van de University of Cambridge, die niet betrokken was bij het onderzoek, merkte op dat de muizen zonder cortex relatief ziek waren, maar na de transplantatie weer meer normaal gedrag vertoonden. Dit suggereert dat het menselijke weefsel in staat was om de taken van de ontbrekende muis-cortex over te nemen. De beelden uit het laboratorium van Pașca bevestigen dat er zenuwvezels vanuit de menselijke graft naar de rest van de muizenhersenen groeiden, wat cruciaal is voor de communicatie tussen verschillende hersengebieden.
Hoewel het onderzoek zich nog in een experimentele fase bevindt, biedt de succesvolle integratie van menselijke neuronen in een dierlijk brein nieuwe inzichten in de werking en reparatie van de cerebrale cortex. De focus lag in dit stadium op het herstel van basale motorische en cognitieve functies via externe weefseltoevoeging. Volgens de rapportage van opent dit nieuwe perspectieven voor de regeneratieve geneeskunde en het begrijpen van neurologische aandoeningen.
De studie onderstreept de plasticiteit van het brein en de mogelijkheid om complexe structuren buiten het lichaam te kweken en deze vervolgens functioneel te integreren in een levend organisme. Voor meer informatie over de gebruikte technieken en de wetenschappelijke implicaties kan men terecht bij de volledige analyse van .