TEXNΟΛΟΓΙΑ και ΑΝΘΡΩΠΟΣ: Tεχνική που κάνει τον εγκέφαλο διάφανο σαν ζελέ (!) υπόσχεται να αποκαλύψει τα φυσικά αίτια ψυχιατρικών νοσημάτων

Του JAMES GORMAN / The New York Times

Ο... διαφανής εγκέφαλος είναι πλέον πραγματικότητα. Καθαρός και διάφανος όσο ένα γλυκό ζελέ και πολύχρωμος σαν παιδικό παιχνίδι. Ταυτόχρονα, όμως, πολύ πιο χρήσιμος.

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου Στάνφορντ αναφέρουν σε μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Nature, ότι κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν πλήρως διαφανή εγκέφαλο ποντικού και ένα διαφανές τμήμα ανθρώπινου εγκεφάλου εφαρμόζοντας μια νέα τεχνική. 

Τι το σπουδαίο; 

H μεγάλη σημασία του επιτεύγματος έγκειται στο ότι τα κυκλώματα των νευρώνων που στέλνουν και δέχονται πληροφορίες μπορούν να χρωματιστούν και να γίνουν ορατά, αποκαλύπτοντας τα μυστικά τους χωρίς να υπάρχει ανάγκη κατάτμησης του οργάνου.

Ακόμα πιο σημαντικό είναι το ότι η τεχνική που χρησιμοποιήθηκε, η οποία ονομάζεται Clarity, δεν επηρεάζει τη βιοχημεία του οργάνου. Οι ερευνητές μπορούν να μελετήσουν τις δομές του οργάνου και να δουν πώς λειτουργούσε στο παρελθόν. Μάλιστα, οι ειδικοί πιστεύουν ότι η έρευνα αυτού του είδους θα τους αποκαλύψει τα φυσικά αίτια ψυχιατρικών νοσημάτων, όπως η σχιζοφρένεια, ο αυτισμός, το μετατραυματικό στρες, η διπολική διαταραχή και η κλινική κατάθλιψη, ανοίγοντας τον δρόμο για την εξεύρεση νέων θεραπειών.

Η εργασία, πάντως, δεν εντάσσεται στην πρωτοβουλία της αμερικανικής κυβέρνησης, που στοχεύει στην αποκάλυψη των μυστικών του εγκεφάλου. Ωστόσο, ο δρ Τόμας Ινσελ, επικεφαλής του Εθνικού Κέντρου Ψυχικής Υγείας των ΗΠΑ, που εν μέρει χρηματοδότησε το ερευνητικό έργο, επισημαίνει ότι αυτή η μελέτη αποτελεί την «ανατομική» βάση για την ανάπτυξη της πρωτοβουλίας του προέδρου Ομπάμα.

Η νέα τεχνική μπορεί να εφαρμοστεί σε ανθρώπινο εγκέφαλο που βρίσκεται σε φορμαδεΰδη επί χρόνια.

Ακόμα και επιστήμονες που δεν συμμετείχαν στην έρευνα εξαίρουν τη σημασία της εργασίας των συναδέλφων τους, τονίζοντας ότι η δυνατότητα δημιουργίας «διαφανών εγκεφάλων» θα βοηθήσει σημαντικά τις νευρολογικές έρευνες. Ενα από τα σημαντικότερα προβλήματα που αντιμετωπίζουν όσοι ασχολούνται με μελέτες του συγκεκριμένου επιστημονικού τομέα είναι ότι πρέπει να μελετήσουν ένα αδιαφανές υλικό, και μάλιστα πρέπει να δουν τι συμβαίνει στο εσωτερικό του. Η τεχνική, λέει ο δρ Κλέι Ριντ, του Ινστιτούτου Ερευνας Εγκεφάλου Αλεν, κάνει εντελώς διαφανή τον εγκέφαλο και διατηρεί τη χημεία του.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να αποκτήσει διαφάνεια στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ένας ιστός. «Κλειδί» στη νέα τεχνική είναι το hydrogel, ένα υλικό που αποτελείται κυρίως από νερό, το οποίο συγκρατείται από μεγαλύτερα μόρια αποκτώντας έτσι στερεότητα. O δρ Κουανγκχάν Τσανγκ, συντάκτης της μελέτης, και ο δρ Ντάιζροθ συνεργάστηκαν επί χρόνια με τους συναδέλφους τους στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ μέχρι να τα καταφέρουν. Οπως επισημαίνουν, το νέο υλικό δημιουργεί ένα είδος πλέγματος που διαπερνά το όργανο και συνδέεται με τα περισσότερα μόριά του εκτός από τα λιπίδια. Ο εγκέφαλος εμβαπτίζεται σε διάλυμα και στη συνέχεια εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα, που επιτρέπει στο διάλυμα να διαπεράσει το όργανο και να απομακρύνει τα λιπίδια, οπότε αποκτά διαφάνεια. Αναλόγως των αναγκών της έρευνας, οι επιστήμονες μπορούν να εγχύσουν άλλα χημικά ή χρωστικές, αποκαλύπτοντας τη δομή του πιο πολύπλοκου οργάνου του οργανισμού μας και την παλαιότερη δραστηριότητά του.

Για να επιτύχει το εγχείρημα, πρέπει να επιτευχθεί ο κατάλληλος συνδυασμός θερμοκρασίας, ηλεκτρικής ενέργειας και διαλύματος, κάτι πολύ δύσκολο. «Εκαψα και έλιωσα περισσότερους από εκατό εγκεφάλους μέχρι να επιτύχω τον συνδυασμό που ήθελα», λέει χαρακτηριστικά ο δρ Τσανγκ.

Φυσικά, όπως όλα και αυτή η τεχνική έχει όρια. Ο δρ Τσανγκ επισημαίνει ότι επιβάλλεται περαιτέρω έρευνα προτού η τεχνική εφαρμοστεί σε ολόκληρο ανθρώπινο εγκέφαλο, διότι το ανθρώπινο όργανο είναι πολύ μεγαλύτερο και έχει πολύ περισσότερα λιπίδια από ό,τι του ποντικού. Ο ίδιος, μάλιστα, πρόκειται να ασχοληθεί με αυτό το θέμα, προσπαθώντας να βελτιώσει κατά το δυνατόν την τεχνική.

Η νέα φάση αυτής της προσπάθειας, όμως, έχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα αφού έχει αποδειχθεί ότι η τεχνική είναι αποτελεσματική και μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιονδήποτε ιστό. «Στον πάγκο του εργαστηρίου μου έχω ένα διαφανές ήπαρ, διαφανείς πνεύμονες και μια διαφανή καρδιά», καταλήγει ο επιστήμονας.