Neurowissenschaftler Ruf nach einem ethischen Rahmen für die Transplantation menschliche „mini-Gehirne“ in Tiere
Als die Forschung an der Verpflanzung von menschlichen „mini-brains“—bekannt als Hirn-organoids—in den Tieren zu studieren, die Krankheit weiter zu erweitern, so tun es die ethischen Debatten um die Praxis. Ein Anliegen ist die Möglichkeit, jedoch die minute, dass der transplantierte organoids eines Tages veranlassen, eine Ebene des Bewusstseins in der host-Tiere, die als Modelle sich ähneln, das menschliche Gehirn genauer an.
Eine neue Publikation in Cell Stem Cell haben Forscher der Penn Medizin und das Department of Veterans Affairs gesucht, um dieses dilemma durch die Klärung der Fähigkeiten des Hirn-organoids, und schlägt einen ethischen Rahmen, die besser definiert und kontextualisiert diese organoids und legt Schwellenwerte für deren Einsatz. Ihre Zeitung begleitet eine weitere Studie in der gleichen Zeitschrift berichtet, dass die Anwesenheit von Gehirn-Wellen-Muster, bekannt als oszillatorischer Aktivität in Hirn-organoids, brachte frische Aufmerksamkeit auf die gesamte Forschung und ethische Diskussion.
„Aufgrund Ihrer Fähigkeit zu imitieren bestimmter Gehirn-Strukturen und Aktivität des menschlichen Gehirns organoids—in Tiermodellen—es uns ermöglichen, neurologische Erkrankungen und andere Erkrankungen, die in zuvor unvorstellbarer Weise“, sagt die Studie der erste Autor H. Isaac Chen, assistant professor für Neurochirurgie an der Perelman School of Medicine und der Gefreite Michael J. Crescenz VA Medical Center. „Aber das Gebiet entwickelt sich schnell, und als wir diesen Weg weitergehen können, benötigen die Forscher einen Beitrag zur Schaffung von ethischen Leitlinien fundiert-wissenschaftlichen Prinzipien, die definieren, wie zu nähern, deren Nutzung vor und nach der transplantation in Tiere. Solche Leitlinien können helfen, vermeiden Sie die Verwirrung der Wissenschaftler, vor allem bei der Kommunikation mit der öffentlichkeit, und klar lag die Vorteile dieser Forschung, gegen die ethische oder moralische Risiken können abgewogen werden.“
Lab-grown-Hirn-organoids—die sich aus menschlichen pluripotenten Stammzellen, und gewachsen auf eine Größe nicht größer als eine Erbse—kann rekapitulieren wichtige Gehirn-Architektur und einige grundlegende Schichten der menschlichen Hirnrinde. Einige ähneln den Hirnstamm, hippocampus und hypothalamus, und haben genetische ähnlichkeiten zum menschlichen Gehirn. Es gibt auch vorläufige Hinweise darauf, dass Neuronen innerhalb transplantiert organoids reagieren auf Licht stimulation der host tierisches Auge, Ergebnisse, die vorgestellt wurden, in einem der Penn Medizin abstract bei der Society for Neuroscience meeting im November 2017.
Noch, heute die Hirn-organoids bleiben deutlich Verschieden von der eigentlichen menschlichen Gehirn, die Autoren beachten. Ihre maximale Größe bleibt klein (gemessen in Millimetern) aufgrund unzureichender Nährstoff -, gas -, und Abfall-exchange die Grenzen der Entwicklung. Organoids fehlt es auch an Endothelzellen, mikroglia-Zellen (wichtige Zellen im gesamten Gehirn Wartung) und andere Zelltypen, die dazu beitragen, das Gehirn der Mikrokosmos. Darüber hinaus organisiert die strukturellen Knoten und der weißen Substanz verbindungen zwischen diesen Zellen nicht vorhanden sind—die sind beide notwendig für die höhere Funktion des Gehirns.
Die Arbeit an der Entwicklung einer „besseren“ Hirn-organoide, jedoch, weiterhin Fortschritte zu machen. Und mit, dass die Frage der Gastgeber-Tier immer mehr „menschliche“ bleibt an der Spitze der ethischen Debatte. Ein bestimmtes Ergebnis hat, dass Bedenken ist das potenzielle auftreten von selbst-Bewusstsein und Bewusstsein der Tiere, aber die Autoren beachten Sie, dass dies ist unwahrscheinlich, aus mehreren Gründen.
„Aktuelle Gehirn-organoide die transplantation ist eher verschlechtern die Gehirnfunktion, als es zu verbessern,“ die Autoren schrieb, „weil die transplantation erfordert die Schaffung einer chirurgischen Kavität, die wahrscheinlich führt zu Verlust von Funktion und ein Mangel an Konnektivität.“ Die Autoren beachten Sie auch, dass die transplantation von Hirn-organoids ist nur wirkungsvoll in die örtlichen Bereiche, in denen unmittelbare verbindungen hergestellt sind, was bedeutet, dass es unwahrscheinlich ist, zu erzeugen, Funktionen des Gehirns in vielen Regionen des Gehirns, wie Bewusstsein.
Je mehr relevante Fragen, glauben die Autoren, sollte um die Verbesserung bestimmter Hirnfunktionen, anstatt zu bestimmen, ob der host-Tier ist immer mehr Menschen. Das Gastgeber-Tier wird auch als „Chimäre“, die beschreibt jedes Tier injiziert oder veredelt mit menschlichen Zellen oder Genen.
„Wir argumentieren, dass die Bestimmung des Grades, zu dem ein Tier ähnlich wie ein Mensch ist weniger konstruktiv als die Möglichkeit in Betracht zu bestimmten Gehirn-Erweiterungen und wie diese Verbesserungen könnten Einfluss auf Tiere moralischen status,“ die Autoren angegeben. In anderen Worten, ein wichtiger Schritt ist die Entwicklung ein besseres Verständnis, welche Arten von Funktionen des Gehirns beeinträchtigt werden durch die Gehirn-organoide die transplantation und die Festlegung, welche dieser Verbesserungen würde sich als schädlich oder unmoralisch. An diesem Punkt rational „Schwellenwerte von Interesse“ diskutiert werden konnte, und Methoden für die Messung dieser Erweiterung entwickelt werden konnte.
Ein Weg, um festzustellen, ob die höheren Funktionen des Gehirns entstehen können, ist die Durchführung ein Gedanken-experiment, speziell für den Vergleich eines theoretischen Gehirn organoide Chimäre mit einem bekannten Tierarten dokumentierte Funktionen des selbst-Bewusstseins. Ein Beispiel HIERFÜR ist die so genannte „Spiegel-test“, die Maßnahmen selbst-Bewusstsein, wenn bestimmte Tiere in der Lage sind zu erkennen, wenn sich die Beobachtung Ihrer Reflexion in einem Spiegel.
Die Autoren beachten Sie, dass unabhängig von der funktionellen Ergebnisse von Gehirn-organoide die transplantation, die Gegenleistung für die Gastgeber tierwohls und anderen sozial-rechtlichen Angelegenheiten, die sich aus der transplantation, hätte stattfinden müssen als Teil dieser Laufenden Forschung.
„Während die heutigen Hirn-organoids und Gehirn-organoide Gastgeber nicht annähernd erreicht jede Ebene der selbst-Wahrnehmung,“ sagte Chen, „es gibt die Weisheit in das Verständnis der einschlägigen ethischen überlegungen, um zu vermeiden, potenzielle Fallstricke, die entstehen können, wie diese Fortschritte in der Technologie.“