До сегодняшнего дня изучение питательных веществ в мозге ограничивалось посмертными или нечеловеческими тканями. Органоиды человеческого мозга — крошечные трехмерные структуры, созданные из человеческих стволовых клеток in vitro — помогли понять динамику питательных веществ во время развития нервной системы.
Исследователи проанализировали органоиды человеческого мозга, также известные как мини-мозги, с помощью синхротронного излучения, своего рода рентгеновского излучения, которое позволяет идентифицировать атомный состав питательных микроэлементов. Этот метод состоит из возбуждающих образцов ткани для количественной оценки уникальной фотонной сигнатуры каждого атома. При этом они описали, как фосфор, сера, калий, кальций, железо и цинк распределяются во время формирования мозга.Симоне Кардосо, доцент Института физики Федерального университета Рио-де-Жанейро, подчеркивает междисциплинарный характер исследования, в котором участвовали биологи и физики. «Это позволяет нам собрать широкий спектр научных знаний для планирования и проведения экспериментов».
Возраст минибрейн — 45 дней. Авторы описали распределение питательных веществ на двух разных стадиях развития: начальная стадия интенсивной клеточной пролиферации (30 день); и во второй момент, когда клетки начинают превращаться в нейроны и организовываться в слои (день 45).Результаты показывают, что концентрация и распределение питательных микроэлементов связаны со стадией развития и аналогичны предыдущим данным, полученным из посмертных образцов мозга.
Совершенно очевидно, что диета матери во время беременности оказывает долгосрочное влияние на развитие плода. Наблюдаемые питательные вещества необходимы для правильного формирования мозга.
Отсутствие некоторых из них во время внутриутробного развития также связано с дефицитом памяти и психическими расстройствами, такими как шизофрения. «Это исследование подтверждает, насколько важны мини-мозги в качестве модели для изучения нескольких аспектов развития мозга», — говорит Стивенс Рехен, главный исследователь исследования и исследователь, работающий в Институте исследований и образования D’Or (IDOR) и Институт биомедицинских наук Федерального университета Рио-де-Жанейро в Бразилии.