Ένα ηθικό μέλλον για τα οργανοειδή του εγκεφάλου παίρνει μορφή

Μέρος της γοητείας του εγκεφάλου για τους επιστήμονες είναι ότι είναι τόσο βαθιά προσωπικός - αναμφισβήτητα ο πυρήνας του ποιοι είμαστε και τι μας κάνει ανθρώπους. Αλλά αυτό το γεγονός καθιστά επίσης ένα μεγάλο μερίδιο από τα φανταστικά πειράματα σε αυτό τερατώδες, ανεξάρτητα από το πόσο καλοπροαίρετο είναι. Οι νευροεπιστήμονες έπρεπε συχνά να καταπιούν την απογοήτευσή τους και να αρκεστούν στη μελέτη του εγκεφάλου πειραματόζωων ή μεμονωμένων ανθρώπινων νευρώνων που διατηρούνται ζωντανοί σε επίπεδα πιάτα — υποκατάστατα που έρχονται με τους δικούς τους ηθικούς, πρακτικούς και εννοιολογικούς περιορισμούς.

Ένας νέος κόσμος δυνατοτήτων άνοιξε το 2008, ωστόσο, όταν οι ερευνητές έμαθαν πώς να δημιουργούν εγκεφαλικά οργανοειδή - μικροσκοπικές σταγόνες που αναπτύχθηκαν από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα που αυτο-οργανώνονται σε εγκεφαλικές δομές με ηλεκτρικά ενεργούς νευρώνες. Αν και δεν είναι μεγαλύτερα από ένα μπιζέλι, τα οργανοειδή υπόσχονται τεράστια υποσχέσεις για τη βελτίωση της κατανόησής μας για τον εγκέφαλο:Μπορούν να αναπαράγουν πτυχές της ανθρώπινης ανάπτυξης και ασθενειών που κάποτε θεωρούνταν αδύνατον να παρατηρηθούν στο εργαστήριο. Οι επιστήμονες έχουν ήδη χρησιμοποιήσει οργανοειδή για να κάνουν ανακαλύψεις σχετικά με τη σχιζοφρένεια, τις διαταραχές του φάσματος του αυτισμού και τη μικροκεφαλία που προκαλείται από τον ιό Ζίκα.

Ωστόσο, η μελέτη των εγκεφαλικών οργανοειδών μπορεί επίσης να είναι γεμάτη με ηθικά διλήμματα. «Για να είναι ένα καλό μοντέλο, θέλετε να είναι όσο το δυνατόν πιο ανθρώπινο», είπε ο Χανκ Γκρίλι, καθηγητής Νομικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ που ειδικεύεται σε ηθικά και νομικά ζητήματα στις βιοεπιστήμες. "Όμως όσο πιο ανθρώπινος γίνεται, τόσο περισσότερο υποστηρίζετε τα ίδια ερωτήματα ηθικής που είναι οι λόγοι για τους οποίους δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μόνο ζωντανούς ανθρώπους."

Στη λαϊκή φαντασία, που τροφοδοτείται από τις υπερβολικές περιγραφές των οργανοειδών ως «μίνι-εγκεφάλων», αυτές οι ερωτήσεις συχνά επικεντρώνονται στο εάν ο ιστός μπορεί να αποκτήσει συνείδηση ​​και να βιώσει την αφύσικη ύπαρξή του ως βασανιστήριο. Οι πιο άμεσες, ρεαλιστικές ανησυχίες που προβληματίζουν τους ειδικούς είναι λιγότερο εντυπωσιακές αλλά εξακολουθούν να είναι σημαντικές. Επίσης, δεν βοηθά το γεγονός ότι η μελέτη των οργανοειδών πέφτει σε ένα περίεργο χάσμα μεταξύ άλλων τομέων έρευνας, περιπλέκοντας την επίσημη ηθική επίβλεψη. Ωστόσο, κανείς δεν θέλει να δει το δυναμικό των εγκεφαλικών οργανοειδών να απορρίπτεται ελαφρά.

Ο Donald O'Rourke, για παράδειγμα, είναι νευροχειρουργός στην Ιατρική Σχολή Perelman του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια που χρησιμοποιεί οργανοειδή, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που μεταμοσχεύονται σε τρωκτικά, για να δοκιμάσει θεραπείες για έναν επιθετικό τύπο καρκίνου του εγκεφάλου. Η ηθική της οργανοειδούς έρευνας δεν τον ενοχλεί καθόλου. «Έχω να κάνω με μια θανατηφόρα ασθένεια που σκοτώνει ανθρώπους σε 15 μήνες», είπε. «Εδώ έχουμε αναπτύξει ένα προηγμένο διαγνωστικό εργαλείο για να αξιολογούμε σε πραγματικό χρόνο ποιες θεραπείες μπορεί να είναι επωφελείς. Κατά τη γνώμη μου, αυτό λύνει ηθικά προβλήματα.»

Έτσι η οργανοειδής επιστήμη προχωρά. Και ακόμα κι αν τα οργανοειδή απέχουν πολύ από το να αισθανθούν πόνο ή να αποκτήσουν συνείδηση, ο Greely και άλλοι ηθικολόγοι και βιολόγοι τονίζουν ότι είναι σημαντικό να αρχίσουμε να μιλάμε για αυτές τις δυνατότητες τώρα για να απομακρυνθούμε από αυτά αργότερα. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούν μια συνεργατική προσέγγιση για να φέρουν νωρίς την επιστήμη και την ηθική μαζί. Ως πρώτο βήμα, ξεκινούν μελέτες για να φωτίσουν τις διαφορές μεταξύ των οργανοειδών και των πραγματικών εγκεφάλων και αναπτύσσουν σημεία αναφοράς για τη σύγκριση τους.

Αναίσθητο αλλά όλο και πιο πολύπλοκο

Υπάρχει σχεδόν καθολική συμφωνία μεταξύ όσων είναι εξοικειωμένοι με το πεδίο ότι τα σημερινά εγκεφαλικά οργανοειδή, και όποια είναι πιθανό να αναπτυχθούν στο εγγύς μέλλον, δεν θα έχουν τις αισθήσεις τους. «Είναι ακόμα πολύ, πολύ πρωτόγονοι και στοιχειώδεις σε σύγκριση ακόμη και με τον εγκέφαλο ενός ποντικιού», είπε ο Han-Chiao Isaac Chen, καθηγητής νευροχειρουργικής στην Ιατρική Σχολή Perelman, «πόσο μάλλον για τον εγκέφαλο ενός ανθρώπου». /P>

Ακόμη και τα υπερσύγχρονα οργανοειδή του εγκεφάλου δεν έχουν το μέγεθος, τη δομή και τη διασύνδεση του πραγματικού ανθρώπινου εγκεφάλου. Τους λείπουν σημαντικοί τύποι κυττάρων και δεν έχουν τα αιμοφόρα αγγεία που χρειάζονται για να διατηρούν τους ιστούς τους τρέφονται και υγιείς. Είναι ανώριμα:Μια τεχνική για την εκτίμηση της αναπτυξιακής τους ηλικίας τα παρομοιάζει σταθερά με τον εγκέφαλο ενός εμβρύου δεύτερου τριμήνου. Και ίσως το πιο σημαντικό, στερούνται αισθητηριακής εισροής. «Είμαστε αυτό που είμαστε λόγω της εμπειρίας μας», είπε ο Hongjun Song, νευροεπιστήμονας στην Ιατρική Σχολή Perelman. "Το οργανοειδές σε ένα πιάτο δεν έχει πραγματικά τη διέγερση για να διαμορφώσει το κύκλωμα του εγκεφάλου με τρόπο ώστε να αναπτυχθεί περισσότερο σαν εγκέφαλος."

Εν ολίγοις, τα οργανοειδή δεν είναι πουθενά κοντά στη συνείδηση. «Αυτό μας δίνει ένα περιθώριο ασφαλείας τώρα, εδώ και αρκετά χρόνια», είπε ο John Aach, ανώτερος επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και συνάδελφος του George Church, εξέχοντος γενετιστή και συνθετικού βιολόγου που χρησιμοποιεί οργανοειδή στην έρευνά του.

Αλλά όλοι στο πεδίο αναγνωρίζουν ότι τα οργανοειδή γίνονται πιο περίπλοκα και ρεαλιστικά. Ο Insoo Hyun, βιοηθικός στο Πανεπιστήμιο Case Western Reserve, σημείωσε πρόσφατα σε ένα διαδικτυακό δοκίμιο ότι τα επόμενα πέντε χρόνια περίπου, οι ερευνητές πιθανότατα θα προσπαθήσουν να δημιουργήσουν οργανοειδή με δίκτυα λειτουργικών αιμοφόρων αγγείων και ένα πλήρες συμπλήρωμα τύπων εγκεφαλικών κυττάρων. τα οργανοειδή μπορούν επίσης να σχεδιαστούν για να μιμούνται συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, να επεξεργάζονται εισροές νευρωνικών δεδομένων και να παράγουν ηλεκτρικές εξόδους. Επιπλέον, πολλά από τα πειράματα που κάνουν ή οραματίζονται οι ερευνητές να δοκιμάσουν με οργανοειδή περιλαμβάνουν τη μεταμόσχευση τους σε αρουραίους ή άλλα πειραματόζωα, τα οποία έχουν καλά ανεπτυγμένα, λειτουργικά νευρικά συστήματα με τα οποία μπορεί να ενσωματωθούν τα οργανοειδή. Έτσι, ακόμα κι αν τα οργανοειδή δεν ξεπεράσουν το όριο για τη συνείδηση ​​ή δεν αρχίσουν να αισθάνονται πόνο τα επόμενα χρόνια, είναι λογικό να ανησυχούμε ότι θα μπορούσαν κάποια μέρα.

Ένα μη ολοκληρωμένο βιβλίο κανόνων

Η έρευνα για οργανοειδή δεν αναπτύσσεται σε ρυθμιστικό κενό. Τα υπάρχοντα ρυθμιστικά πλαίσια για άλλα είδη βιολογικής έρευνας προσφέρουν πολλές ηθικές προστασίες και για τα οργανοειδή.

Δεδομένου ότι τα εγκεφαλικά οργανοειδή αναπτύσσονται από επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, καλύπτονται τουλάχιστον κάπως από την υπάρχουσα ηθική υποδομή που διέπει τα πειράματα που τα χρησιμοποιούν. Συγκεκριμένοι κανόνες και οδηγίες υπαγορεύουν πού μπορούν οι επιστήμονες να πάρουν αυτά τα κύτταρα και σε ποια είδη ζώων εργαστηρίου μπορούν να τα μεταμοσχεύσουν. (Τα πρωτεύοντα είναι εκτός τραπεζιού.) Επιτροπές που αποτελούνται από επιστήμονες, καθώς και μη επιστήμονες με νομική, ηθική και κοινωνική εμπειρία, επιβλέπουν τον τρόπο χρήσης των κυττάρων. Ομοίως, όταν τα οργανοειδή μεταμοσχεύονται σε ζώα, εμπίπτουν στην αρμοδιότητα των επιτροπών για την καλή διαβίωση των ζώων.

Ωστόσο, η ιδιόμορφη φύση των οργανοειδών καθιστά αβέβαιο πόσο καλά ισχύουν ορισμένα από τα παλαιότερα συστήματα κανόνων — ή ακόμη και αν θα έπρεπε.

Ακολουθήστε τον «κανόνα των 14 ημερών», μια κατευθυντήρια γραμμή που περιορίζει το χρονικό διάστημα που μπορούν να αναπτυχθούν τα ανθρώπινα έμβρυα in vitro. Ορισμένες δομές εμφανίζονται σε ένα έμβρυο 14 ημέρες μετά τη γονιμοποίηση, σηματοδοτώντας ότι το νευρικό σύστημα έχει αρχίσει να συναρμολογείται. Αλλά ο κανόνας των 14 ημερών δεν λειτουργεί για τα οργανοειδή επειδή δεν εμπλέκεται πραγματικό έμβρυο. Τα οργανοειδή του εγκεφάλου ακολουθούν μια εντελώς διαφορετική οδό προς την επίτευξη της νευρωνικής αρχιτεκτονικής. Επιπλέον, το όλο νόημα της ύπαρξης των οργανοειδών είναι η δημιουργία εγκεφαλικών δομών, έτσι ώστε το κριτήριο για την απόρριψή τους να είναι άχρηστο. Και έτσι τα οργανοειδή "έχουν αυτή τη χαρακτηριστική γεύση, όπου ξέρετε ότι πλησιάζετε σε κάτι που στο παρελθόν δημιουργούσε ηθικά προβλήματα", είπε ο Aach.

Τα οργανοειδή δεν εμπίπτουν σε μια τακτοποιημένη κατηγορία για την επίβλεψη της επιτροπής:Δεν είναι αποκλειστικά έρευνα σε ανθρώπινο υποκείμενο ή έρευνα σε ζώα ή ex vivo έρευνα βλαστοκυττάρων. «Δεν υπάρχει απαραιτήτως ρυθμιστική δομή για τα οργανοειδή», είπε ο Greely. «Αυτό δεν είναι τρομερό πράγμα αυτή τη στιγμή. Αλλά είναι ένα κενό που μάλλον θα πρέπει να καλυφθεί, σε περίπτωση που τα οργανοειδή αναπτυχθούν με τέτοιο τρόπο ώστε οι ανησυχίες να είναι πιο ρεαλιστικές."

Οι ηθικολόγοι και οι επιστήμονες εργάζονται τώρα μαζί για να καταλάβουν εάν τα οργανοειδή δικαιολογούν τους δικούς τους κανόνες. Οι δεοντολογικές συζητήσεις προχωρούν σε ένα γρήγορο κλιπ, πολύ πιο μπροστά από την επιστήμη. Τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας έχουν χρηματοδοτήσει συναντήσεις και εργαστήρια και έχει γίνει λόγος για τη δημιουργία άλλου είδους επιτροπής εποπτείας. Οι επιστήμονες έχουν επικοινωνήσει ιδιωτικά με ηθικολόγους για να συζητήσουν τις λεπτομέρειες της έρευνάς τους:Η Greely θυμάται ότι έλαβε email ήδη από το 2013 από πειραματιστές που προσπαθούσαν να ανοίξουν έναν διάλογο. Και η Alysson Muotri, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, έχει οργανώσει συνέδρια για να συνδέσει τους ηθικολόγους τόσο με βιολόγους βλαστοκυττάρων όσο και με ερευνητές συνείδησης.

Συνεργατική ηθική καταιγισμού ιδεών

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το Brainstorm Project, ένα διετές πρόγραμμα που χρηματοδοτείται από το NIH του οποίου προεδρεύουν από κοινού οι Hyun και Jeantine Lunshof, ηθικολόγος στο Χάρβαρντ. Παρέχει θεσμική υποστήριξη για τη συγκέντρωση ηθικών και επιστημόνων σε μικρές ομάδες εργασίας - αντί να περιμένουν να προσφερθούν εθελοντικά - ώστε να μπορούν να καθορίσουν σε ποια ηθικά ζητήματα θα επικεντρωθούν και σε ποιους τομείς της έρευνας των οργανοειδών εγκεφάλου θα συνιστούσαν για μελλοντική χρηματοδότηση του NIH.

Το Brainstorm Project βασίζεται εν μέρει στις καθημερινές πρακτικές της Lunshof:Από το 2006, εργάζεται με ερευνητικές ομάδες στο Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering του Χάρβαρντ, συμπεριλαμβανομένου του εργαστηρίου της Εκκλησίας. (Έχει ένα γραφείο στον όροφο του εργαστηρίου.) Συνεργάζεται με τους βιολόγους στην έρευνά τους με πλήρες ωράριο, από την αρχή μέχρι το τέλος — παρακολουθώντας εβδομαδιαίες συναντήσεις ερευνητών, μελετώντας πειραματικά σχέδια, σαρώνοντας νέες εργασίες και συμμετέχοντας σε ζωντανή συζήτηση σχετικά με τις μεθόδους και στόχους των συνεχιζόμενων μελετών τους.

Είναι αμφίδρομος, λέει:Κάνει ερωτήσεις και μαθαίνει για τη δουλειά που κάνουν, ενώ εξοικειώνονται περισσότερο με το πώς σκέφτονται οι ηθικολόγοι. Η τακτική επαφή τους ενθαρρύνει να συμβουλεύονται μαζί της όταν πιστεύουν ότι έχουν εισέλθει ή πρόκειται να εισέλθουν σε μια ηθική γκρίζα ζώνη. «Είναι μια συνεχής διαδικασία μάθησης», είπε ο Lunshof. «Και είναι αμοιβαίο». Αυτό, πρόσθεσε, είναι όπου κατευθύνεται το πεδίο της οργανοειδούς έρευνας — προς αυτό που ονομάζει «συνεργατική ηθική».

Προσέχει να διαφοροποιεί τον ρόλο της από τον ρόλο της κρίσης. «Δεν είμαι η αστυνομία δεοντολογίας», είπε. «Δεν έχω κανένα επίσημο ρόλο εποπτείας. Δεν είναι ούτε αυτός ο στόχος μου». Αντίθετα, η ηθική της συνεργασίας αναγκάζει τους επιστήμονες να εργάζονται μαζί μας και εμάς να μάθουμε ποιο θα μπορούσε να είναι το μέλλον και τι πιστεύουν ότι χρειάζεται.

Παρομοίως, το Brainstorm Project δεν είναι αναμφισβήτητα μια άμεση προσπάθεια για τη δημιουργία ενός συνόλου κατευθυντήριων γραμμών για οργανοειδή έρευνα. «Είναι πολύ νωρίς για αυτό», είπε ο Hyun. Αυτήν τη στιγμή, «δεν είναι πραγματικά σαν να είναι κανείς έτοιμος να πει, «Εδώ είναι μια γραμμή που κανείς δεν πρέπει να περάσει». , η ηθική να μην είναι πάντα μια αντίδραση στην επιστήμη, αλλά να συμμετέχετε από νωρίς για να βοηθήσετε στη διαμόρφωση της κατεύθυνσης της έρευνας με κοινωνικά υπεύθυνο τρόπο.»

Αν και η εμφάνιση της οργανοειδούς συνείδησης, της εμπειρίας του πόνου, της αυτοαναγνώρισης και άλλων ανησυχητικών χαρακτηριστικών εμφανίζεται αναπόφευκτα στις συναντήσεις του Brainstorm Project, αυτό δεν είναι το κεντρικό τους επίκεντρο – αυτές οι εξελίξεις είναι ακόμη πολύ μακριά. Αντίθετα, ο Lunshof, ο Hyun και οι συνάδελφοί τους θέλουν να εντοπίσουν πιο άμεσα ηθικά ζητήματα που αξίζει να εξεταστούν. Οι συζητήσεις σχετικά με τη συνείδηση ​​είναι ζωτικής σημασίας, «αλλά το να κρατάς το βλέμμα σου αποκλειστικά σε αυτό το πρόβλημα, σε αποσπά την προσοχή από άλλα πράγματα που μπορεί να είναι πολύ πιο πιεστικά και σημαντικά και εκπληκτικά», είπε ο Hyun. "Λοιπόν αυτό είναι αυτό που εξετάζουμε τώρα."

Συγκριτική αξιολόγηση του εγκεφάλου

Το πρώτο στη λίστα του Hyun επιβεβαιώνει ότι η επιστήμη είναι εκεί που λέει ότι είναι. Πολλά από τα ερωτήματα που εμπλέκονται μπορεί να μην φαίνεται να ανήκουν αμέσως στη σφαίρα της ηθικής. Αλλά ο προσδιορισμός της πρακτικής αποτελεσματικότητας αυτών των προσεγγίσεων είναι σημαντικός για την ηθική υπόσταση της εργασίας, διότι εάν είναι άχρηστες, τότε οποιαδήποτε βλάβη προκαλούν γίνεται απαράδεκτη. Τα οργανοειδή διαμορφώνουν πράγματι αυτό που ισχυρίζονται οι ερευνητές; Ποιες είναι οι καταλληλότερες χρήσεις για τέτοιες οντότητες, αφού δημιουργηθούν; Είναι σωστό να βασίζονται οι θεραπείες σε πειράματα που γίνονται σε διαφορετικά οργανοειδή συστήματα ή να χρησιμοποιούνται οργανοειδή για τη διάγνωση ορισμένων καταστάσεων;

Καθώς η έρευνα προχωρά, θα είναι κρίσιμο να προσδιοριστούν οι διαφορές μεταξύ των εγκεφαλικών οργανοειδών και των πραγματικών εγκεφάλων, πέρα ​​από τα πιο προφανή χαρακτηριστικά, όπως το μέγεθος και η συνδεσιμότητα. «Γνωρίζουμε ότι αυτοί οι [οργανοειδείς] νευρώνες λειτουργούν. Γνωρίζουμε ότι αυτοί οι νευρώνες είναι συνδεδεμένοι», είπε η Bruna Paulsen, μεταδιδακτορική υπότροφος στο εργαστήριο της εξέχουσας ερευνήτριας οργανοειδών Paola Arlotta στο Χάρβαρντ. "Αλλά τι σημαίνει αυτό στην πραγματικότητα;"

«Υπάρχουν ακόμη και σημαντικά ερωτήματα σχετικά με το ποιοι τύποι βασικής ηλεκτρικής δραστηριότητας υπάρχουν», είπε ο Chen. Για παράδειγμα, ο Muotri και αρκετοί συνάδελφοί τους προκάλεσαν πρόσφατα μεγάλη αναταραχή και κάποια ανησυχία, όταν ανέφεραν το περασμένο φθινόπωρο ότι είχαν καταγράψει ηλεκτρικά σήματα που μοιάζουν με τα εγκεφαλικά κύματα ενός νεογέννητου μωρού σε ένα οργανοειδές φλοιού. Αλλά ορισμένοι επιστήμονες αμφισβήτησαν αυτή την ερμηνεία των αποτελεσμάτων:Σε έναν ανθρώπινο εγκέφαλο, υποστήριξαν, ότι η ηλεκτρική δραστηριότητα εξαρτάται από τις ανατομικές δομές και τους τύπους κυττάρων που δεν έχει το οργανοειδές. Ελλείψει αυτών των χαρακτηριστικών, η σύγκριση μπορεί να είναι παραπλανητική και θα μπορούσε να προκαλέσει άσκοπη ανησυχία. (Ο Muotri, από την πλευρά του, έλαβε αυτές τις συζητήσεις για να σηματοδοτήσει την ανάγκη για περαιτέρω συζήτηση και για συνεργασία με ειδικούς στην ανθρώπινη ανάπτυξη, τη συνείδηση ​​και άλλους τομείς με τους οποίους οι ερευνητές βλαστοκυττάρων μπορεί να μην είναι εξοικειωμένοι.)

Θέλουν επίσης να συζητηθούν ερωτήσεις σχετικά με το πόσο καιρό θα διατηρηθούν ζωντανά τα οργανοειδή, τι συμβιβασμούς πρέπει να γίνουν μεταξύ της δημιουργίας ενός πολύπλοκου οργανοειδούς και της διατήρησης του διαχειρίσιμα απλού, και πώς να μιλήσουμε για το έργο δημόσια. (Ο Lunshof και ο Greely σημείωσαν ότι η δημοφιλής περιγραφή των οργανοειδών του εγκεφάλου ως «μίνι-εγκεφάλου», ενώ παλαιότερα ασπαζόταν από πολλούς επιστήμονες, έχει προκαλέσει περιττούς συναγερμούς.)

Ο τρόπος με τον οποίο οι ερευνητές ζητούν συγκατάθεση σε πειράματα οργανοειδών είναι επίσης υπό έλεγχο τώρα. Οι βιολόγοι και οι ηθικολόγοι παλεύουν με το αν πρέπει να ενημερωθούν οι συμμετέχοντες στη μελέτη ότι τα κύτταρα του δέρματός τους μπορεί να μετατραπούν σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα και να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ενός οργανοειδούς εγκεφάλου — και αν ναι, πόσες πληροφορίες πρέπει να αποκαλύψουν. Υπό το φως της πρόσφατης δουλειάς του, ο Muotri αναθεώρησε το έντυπο συγκατάθεσής του για να συμπεριλάβει μια συζήτηση για τα οργανοειδή του εγκεφάλου και την ικανότητά τους να παράγουν ορισμένα είδη ηλεκτρικών σημάτων. «Είχα για πρώτη φορά μια οικογένεια που αποφάσισε να μην συμμετάσχει στην έρευνα εξαιτίας αυτού», είπε. "Δεν αισθάνονται όλοι άνετα τώρα να δωρίσουν τα κελιά τους εάν πάμε προς αυτή την κατεύθυνση."

Αναρωτήσεις τι σηματοδοτεί τη συνείδηση

Ακόμα κι έτσι, ο Muotri δεν περιμένει τα οργανοειδή να γίνουν πιο σύνθετα πριν ασχοληθεί με φιλόδοξα ερευνητικά ερωτήματα. Το έργο που σχεδιάζει θα μπορούσε να βοηθήσει στη χαρτογράφηση του βιολογικού και ηθικού εδάφους για μελλοντική έρευνα οργανοειδών προς εξερεύνηση. Συγκεκριμένα, ο Muotri θέλει να παρακολουθεί την ηλεκτρική δραστηριότητα των οργανοειδών μέσω νέων πειραμάτων που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να αναζητήσουν ίχνη πιθανής συνείδησης.

Μέχρι τώρα, οι περισσότερες από τις προτεινόμενες επιλογές για τέτοιες μελέτες ήταν ανάλογες δοκιμών που χορηγήθηκαν σε ανθρώπους ασθενείς. Για παράδειγμα, ορισμένοι επιστήμονες πρότειναν τη λήψη ορισμένων αλγορίθμων που αναπτύχθηκαν για την αξιολόγηση των εγκεφαλικών κυμάτων ασθενών με κώμα για σημάδια επίγνωσης και την προσαρμογή τους ώστε να εφαρμοστούν στη μελέτη της δραστηριότητας σε οργανοειδή.

Αλλά δεν υπάρχει συναίνεση σχετικά με το εάν αυτές οι στρατηγικές θα ήταν καρποφόρες, είπε ο Chen. «Για να είμαι ειλικρινής, δεν υπάρχουν ούτε και τόσες πολλές ιδέες για το πώς να το πετύχετε αυτό» — ιδιαίτερα δεδομένων των ελάχιστων ποσοτήτων δραστηριότητας που εμφανίζονται στα οργανοειδή. Επιπλέον, καθώς τέτοιες μετρήσεις δεν έχουν επικυρωθεί ποτέ για κύτταρα σε ένα πιάτο ή για ζώα, δεν υπάρχει τρόπος σύγκρισης της αποτελεσματικότητάς τους.

Ακόμα κι έτσι, σύμφωνα με τον Chen, το επίκεντρο της εργασίας στα οργανοειδή έχει σταδιακά μετατοπιστεί από την κυτταρική τους σύνθεση, τη γονιδιακή έκφραση και τα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τους, προς την κατανόηση της ηλεκτρικής τους δραστηριότητας. «Το μόνο πράγμα που έχουμε στη διάθεσή μας αυτή τη στιγμή είναι απλώς να μετρήσουμε την ηλεκτρική δραστηριότητα αυτών των οργανοειδών και να δούμε τι βλέπουμε», είπε. "Νομίζω ότι τα επόμενα πέντε χρόνια, θα δούμε πολλά περισσότερα έγγραφα που θα εξετάζουν συγκεκριμένα τον χαρακτηρισμό αυτής της ηλεκτρικής δραστηριότητας."

Ο Muotri σκοπεύει να είναι ένας από τους σημαντικότερους συνεισφέροντες σε αυτήν την έρευνα. Ένα πείραμα που θέλει να πραγματοποιήσει θα περιελάμβανε τη χορήγηση αναισθητικού σε ένα οργανοειδές και τη δοκιμή του πώς αντιδρά:Εάν ορισμένα ηλεκτρικά σήματα εξαφανιστούν από τις εγγραφές υπό αναισθησία αλλά επανεμφανιστούν μετά, οι συνέπειες μπορεί να είναι ενδιαφέρουσες (αν και ο Muotri προσέχει να σημειώσει ότι αυτό συμβαίνει με δεν σημαίνει ισχυρές ενδείξεις συνείδησης, αλλά απλώς ένα πρώτο βήμα). Ελπίζει επίσης να αρχίσει να τροφοδοτεί περισσότερες αισθητηριακές πληροφορίες στα οργανοειδή δημιουργώντας νευρώνες που φέρουν υποδοχείς πόνου και δοκιμάζοντας εάν αυτοί οι νευρώνες αντιδρούν στη διέγερση. «Δεν είμαστε 100 τοις εκατό σίγουροι ότι αυτός είναι ο σωστός τρόπος», είπε. Αλλά "μπορεί να προτείνει κάτι" ή να τους υποδείξει μια χρήσιμη κατεύθυνση.

Επίσης, αυτή τη στιγμή δημιουργεί έναν «χάρτη που θα λέει στους ανθρώπους πού βρίσκονται τα οργανοειδή τους στο δρόμο προς τη συνείδηση», είπε. Προς το παρόν, είναι ένα σύνολο ερωτήσεων ναι ή όχι που θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να παρακολουθούν πόσο μακριά έχουν προχωρήσει στην εργασία τους. Περιλαμβάνουν:Το οργανοειδές έχει φλοιό; Αυτός ο φλοιός παράγει σήματα που μοιάζουν με εγκεφαλικά κύματα; Υπάρχουν δομές εκτός από τον φλοιό και πώς συνδέονται; Μπορεί το οργανοειδές να ελέγξει ένα προσκολλημένο μέρος του σώματος; Μπορεί να λάβει είσοδο;

Η εύρεση ενός ορίου μεταξύ του ηθικού και του απαράδεκτου σε έναν τέτοιο οδικό χάρτη, ή πραγματικά οποιαδήποτε συγκεκριμένη απάντηση ή σύνολο σαφών κατευθυντήριων γραμμών, «είναι πολύ πιο δύσκολο από όσο φαίνεται», είπε ο Lunshof. «Όσο περισσότερο συμμετέχετε σε αυτή την έρευνα, τόσο λιγότερο σίγουροι είστε για τις απαντήσεις που θα μπορούσατε να δώσετε». Αλλά έχει ελπίδες για το μέλλον των συλλογικών προσπαθειών μεταξύ επιστημόνων και ηθικών. «Είμαι τώρα στα 15 χρόνια που το εφαρμόζω στην πράξη», είπε. "Και ναι, λειτουργεί."

Διόρθωση: 24 Ιανουαρίου 2020
Η φωτογραφία του Jeantine Lunshof αρχικά αποδόθηκε εσφαλμένα στο Ινστιτούτο Wyss στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. ο πραγματικός φωτογράφος είναι ο Aram Boghosian.

Αυτό το άρθρο ανατυπώθηκε στις  Wired.com .