Удары током, инъекции ботокса и тесты с ядом — мини-мозг заперли в 3D-матрицу, чтобы искать лекарства от болезней
NewsMakerПлоские сканеры устарели. Матрица мягко обволакивает органоиды и читает волны по всей поверхности.
Мини-мозги, которые выращивают из человеческих стволовых клеток , давно стали обычным инструментом для лабораторий. Такие нейронные органоиды помогают изучать развитие нервной ткани, изменения при заболеваниях и реакцию на лекарства. Органоид не обладает сознанием и не работает как мозг человека, но внутри него формируются нейронные сети: клетки соединяются синапсами и обмениваются электрическими сигналами. Со временем появляются согласованные ритмы, а активность может распространяться по ткани волнами, как по связанной сети.
Проблема в том, как эту активность записывать. Большинство систем регистрации делают плоскими и жёсткими, а органоид — объёмный и мягкий, обычно близкий к шару. В итоге датчики касаются только небольшой части поверхности. Если сигнал появляется на другой стороне или волна проходит по всей ткани, прибор видит лишь кусочек картины. Из-за этого легко пропустить синхронные события в сети и то, как разные участки органоида включаются в работу одновременно.
Команда из Северо-Западного университета и Shirley Ryan AbilityLab решила задачу через форму. Они разработали мягкую трёхмерную электронику, которая подстраивается под кривизну органоида и обхватывает его, вместо того чтобы прижимать к плоской поверхности. По данным авторов, система может снимать электрические сигналы с 91% поверхности органоида. Для экспериментов это принципиально: становится видно не отдельные точки, а почти вся карта активности.
Устройство выглядит как тонкая гибкая решётка. В плоском виде её удобно изготовить и подключить, а затем она превращается в объёмную конструкцию и мягко охватывает ткань. Переход из плоскости в 3D происходит за счёт заранее рассчитанной деформации материала: решётка выгибается и складывается в нужную форму без жёсткого каркаса и без давления, которое могло бы повредить органоид.
Мини-мозги, которые выращивают из человеческих стволовых клеток , давно стали обычным инструментом для лабораторий. Такие нейронные органоиды помогают изучать развитие нервной ткани, изменения при заболеваниях и реакцию на лекарства. Органоид не обладает сознанием и не работает как мозг человека, но внутри него формируются нейронные сети: клетки соединяются синапсами и обмениваются электрическими сигналами. Со временем появляются согласованные ритмы, а активность может распространяться по ткани волнами, как по связанной сети.
Проблема в том, как эту активность записывать. Большинство систем регистрации делают плоскими и жёсткими, а органоид — объёмный и мягкий, обычно близкий к шару. В итоге датчики касаются только небольшой части поверхности. Если сигнал появляется на другой стороне или волна проходит по всей ткани, прибор видит лишь кусочек картины. Из-за этого легко пропустить синхронные события в сети и то, как разные участки органоида включаются в работу одновременно.
Команда из Северо-Западного университета и Shirley Ryan AbilityLab решила задачу через форму. Они разработали мягкую трёхмерную электронику, которая подстраивается под кривизну органоида и обхватывает его, вместо того чтобы прижимать к плоской поверхности. По данным авторов, система может снимать электрические сигналы с 91% поверхности органоида. Для экспериментов это принципиально: становится видно не отдельные точки, а почти вся карта активности.
Устройство выглядит как тонкая гибкая решётка. В плоском виде её удобно изготовить и подключить, а затем она превращается в объёмную конструкцию и мягко охватывает ткань. Переход из плоскости в 3D происходит за счёт заранее рассчитанной деформации материала: решётка выгибается и складывается в нужную форму без жёсткого каркаса и без давления, которое могло бы повредить органоид.