تا به حال، دانشمندان قادر به مطالعه ارگانوئیدهای مغزی فراتر از چند سلول نبوده اند. در حالی که ارگانوئیدها کروی هستند، ابزارهای معمولی برای مطالعه آنها – صفحات آرایه میکروالکترودی، که حاوی الکترودهایی برای اندازه گیری فعالیت الکتریکی هستند – مسطح هستند.
این ریز کلاهک جدید که توسط تیمی از دانشگاه جانز هاپکینز ایجاد شده است، می‌تواند دور یک ارگانوئید مغز بپیچد و به محققان این امکان را می‌دهد تا از کل سطح آن ضبط‌های سه بعدی بگیرند. این اطلاعات دقیق تر می تواند به ما در درک بهتر نحوه عملکرد مغز کمک کند. یکی از کاربردها نظارت بر نحوه ارتباط نورون ها در طول آزمایش دارو است.
ریز درپوش‌ها که در مقاله‌ای که امروزه در Science Advances منتشر شده است، پوسته‌های پلیمری نرم، انعطاف‌پذیر و شفافی هستند که حاوی سیم‌های طلایی و پدهای تماسی هستند. هنگامی که در یک محیط سلولی قرار گرفت، ریز کلاهک شروع به متورم شدن کرد و در اطراف ارگانوئید که اندازه آن نیم میلی متر بود، بسته شد.
دیوید گراسیاس، مهندس شیمی و زیست مولکولی جانز هاپکینز می گوید، این روش علاوه بر کمک به محققان برای نظارت بر ارگانوئیدها، می تواند جایگزینی ارزان تر و اخلاقی تر برای آزمایش حیوانی باشد تا اطمینان حاصل شود که مواد شیمیایی برای انسان بی خطر هستند و باعث مشکلات رشد مغز نمی شوند. و یکی از نویسندگان این مطالعه.
او می گوید: «مواد شیمیایی زیادی در بیماری های مغز نقش دارند، اما هیچ راه آسانی برای غربالگری آنها وجود ندارد. غربالگری یک ماده شیمیایی به دلیل هزینه حیوانات می تواند بیش از یک میلیون دلار هزینه داشته باشد و نگرانی های اخلاقی نیز وجود دارد.
این فرآیند، که از ریزتراشه‌ها الهام گرفته شده بود، می‌تواند کلاهک‌هایی ایجاد کند که می‌توان آنها را به گونه‌ای سفارشی کرد که به صورت شل یا محکم‌تر در اطراف ارگانوئیدهای با اندازه‌های مختلف قرار گیرند، به این معنی که می‌توانند فعالیت الکتریکی ارگانوئیدها را در مراحل مختلف توسعه اندازه‌گیری کنند.
پس از اثبات این که کلاهک برای یک ارگانوئید کار می کند، تیم در حال برنامه ریزی برای افزایش آزمایش است و یک خط مونتاژ از 100 ارگانوئید برای انجام آزمایشات موازی ایجاد می کند. اینها می توانند در آینده به ریزتراشه ها یا ارگانوئیدهای دیگر متصل شوند. همکاران آنها در علوم مغز همچنین می‌توانند از ارگانوئیدهای متصل برای غربالگری داروها و درمان‌های بالقوه برای اوتیسم، آلزایمر، پارکینسون و سایر بیماری‌های مغزی استفاده کنند.
گراساس می گوید: «بسیاری از مردم بر این باورند که مغز مرز نهایی است که ما آن را درک نکرده ایم. «ما به این فکر کرده‌ایم که آنها را به رایانه‌ها و به یکدیگر متصل کنیم – اگر بتوانید یک مغز کوچک بسازید، ممکن است بتوانید آن را به مغز دیگری متصل کنید. خیلی هیجان انگیز است.»