Piccoli “cervelli” cresciuti in laboratorio potrebbero diventare coscienti e provare dolore

Il tessuto cerebrale coltivato in laboratorio è troppo semplice per sperimentare la coscienza, ma con il progredire dell’innovazione, i neuroscienziati si chiedono se sia giunto il momento di rivisitare l’etica di questa linea di ricerca.

Gli scienziati si stanno avvicinando alla crescita del cervello umano in laboratorio e questo sta stimolando un dibattito etico sul benessere di questi tessuti allevati in laboratorio.

Il dibattito riguarda gli “organoidi cerebrali”, che a volte vengono scambiati per “cervelli in scatole” ispirati alla fantascienza.

Tuttavia, questi piccoli assemblaggi di tessuto cerebrale cresciuti da cellule staminali sono troppo semplici per funzionare come un vero cervello umano.

Pertanto, gli scienziati hanno ipotizzato che gli organoidi cerebrali manchino di coscienza, il che ha portato a regolamenti di ricerca lassisti.

Alcuni scienziati, tuttavia, hanno una visione diversa.

“Riteniamo che nella paura dell’hype e dell’esagerazione ispirata dalla fantascienza, il pendolo abbia oscillato troppo nella direzione opposta”, ha detto a Live Science Christopher Wood, ricercatore di bioetica presso l’Università di Zhejiang in Cina.

In un articolo prospettico pubblicato il 12 settembre sulla rivista Patterns, Wood e i suoi colleghi hanno sostenuto che i progressi tecnologici potrebbero presto portare alla creazione di organoidi coscienti.

Gli autori affermano che le normative relative all’uso degli organoidi dovrebbero essere riviste. Sarebbe immorale per un organoide cosciente sperimentare i propri pensieri e interessi, o provare dolore, ha detto Boyd Lomax, neuroscienziato della Johns Hopkins University.

Ma regnare nella coscienza potrebbe non essere semplice.

Le cellule staminali utilizzate per produrre gli organoidi cerebrali crescono fianco a fianco e mancano di un’organizzazione complessa quando vengono coltivate su una superficie 2D, come un piatto.

Ma quando vengono coltivati in un gel solido o in un bioreattore rotante che mantiene le cellule in alto, adottano reti anatomiche 3D che assomigliano a ciò che si vede in un cervello embrionale.

Sebbene sviluppino funzionalità 3D, gli organoidi cerebrali sono troppo semplici per essere coscienti, sostengono alcuni neuroscienziati.

La coscienza in un vero cervello sorge quando diverse regioni dell’organo comunicano, ma gli organoidi assomigliano solo a una singola parte del cervello.

E nessuno di questi minicervelli cresciuti in laboratorio è più grande di 4 millimetri di diametro, suggerendo che mancano importanti facoltà per la coscienza.

Le persone spesso pensano alla coscienza negli esseri umani o negli animali come uno stato di consapevolezza di se stessi.

Tuttavia, “pensiamo alla coscienza negli organoidi come a un livello base di sensazioni, la capacità di provare dolore e piacere”, ha detto Andrea Lavazza, filosofo morale e neuroeticista all’Università Pegaso in Italia.

La maggior parte dei neuroscienziati definisce la coscienza come l’autoconsapevolezza o la capacità di sentire o sperimentare qualcosa, ha detto a Live Science Alysson Muotri, neuroscienziata dell’Università della California, San Diego.

Ma non esiste una definizione universale e concordata, ha detto.

Alcune definizioni di coscienza si concentrano sulla capacità del cervello di elaborare e rispondere al suo ambiente attraverso i sensi, come la vista e l’udito.

Gli organoidi cerebrali vengono coltivati al di fuori di un corpo e non possono ricevere tali segnali, ha osservato Lavazza.

Ma in futuro, gli organoidi più avanzati potrebbero ancora teoricamente provare dolore.

Negli esseri umani, le membrane che avvolgono il cervello, chiamate meningi, contengono neuroni che possono inviare segnali di dolore all’organo.

La preoccupazione è che lo stesso potrebbe essere possibile in organoidi più sofisticati.

D’altra parte, Boyd ha sostenuto che “se un organoide ha l’architettura neurale interna necessaria per rappresentare il dolore, allora non sarebbe necessario alcun segnale esterno”.

Quindi, non c’è bisogno di un segnale di dolore da un neurone perché il dolore si verifichi; Questo è il modo in cui i dolori fantasma sorgono nelle persone che hanno perso gli arti.

Wood ha osservato, tuttavia, che non è chiaro se un organoide possa provare qualcosa di equivalente al dolore fantasma, poiché ciò potrebbe dipendere dall’avere una memoria dell’arto perduto. Quindi, in una parola, è complicato.

Come si misura la coscienza?

L’articolo prospettico ha sottolineato che, anche negli esseri umani, gli scienziati non hanno grandi metodi per misurare oggettivamente la coscienza.

Lavazza ha detto che l’unico modo per rilevare definitivamente la coscienza è chiedere a una persona cosa sta provando.

Ciò non significa che le persone che non possono comunicare manchino di coscienza, ma misurarla definitivamente è più difficile.

Nei pazienti in coma o nelle persone con sindrome locked-in – una condizione neurologica che paralizza il corpo e rende la comunicazione estremamente difficile – i medici si affidano a segnali indiretti, come l’attività elettrica del cervello, ha detto Lomax. Attraverso questa attività, possono solo dedurre la coscienza, non produrre una misurazione definitiva.

Un’altra misura riguarda la “complessità perturbativa”, che valuta la complessità dei segnali cerebrali prodotti in risposta a uno stimolo, come un campo magnetico applicato al cuoio capelluto.

I medici ritengono che più complessi sono i modelli di attivazione neuronale, più è probabile che il paziente sia cosciente, ha detto Lomax.

Ma alcuni segnali indiretti di coscienza, tra cui la complessità perturbativa, possono essere visti anche nei neuroni cresciuti in un piatto, ha sottolineato. Ciò suggerisce che non sono buoni indicatori del fenomeno.

La complessità genera coscienza

Gli scettici che non credono che gli organoidi cerebrali possano acquisire coscienza sostengono che mancano della complessità anatomica richiesta, tra cui un’ampia varietà di tipi di cellule e vasi sanguigni per fornire l’ossigeno e le risorse necessarie per la segnalazione complessa.

Ma nei prossimi 5-10 anni, le innovazioni tecnologiche potrebbero consentire agli scienziati di creare organoidi complessi in grado di coscienti, ha detto Wood.

Uno studio pubblicato ad agosto ha riportato un metodo per introdurre vasi sanguigni negli organoidi cerebrali e uno di settembre ha trovato il modo di incorporare un ulteriore tipo di cellula, chiamato microglia, che non può essere prodotto da cellule staminali neurali.

In precedenza, gli scienziati hanno coltivato organoidi cerebrali con “occhi” rudimentali e un altro gruppo ne ha coltivati alcuni con barriere emato-encefaliche, che aiutano a proteggere l’organo da tossine e agenti patogeni.

Sebbene gli attuali organoidi assomiglino a una sola regione del cervello, i neuroscienziati possono fonderli per creare “assembloidi” che rappresentano più regioni.

Lavazza ha detto che tali assembloidi potrebbero provare dolore se trasportano i circuiti neurali necessari per la sensazione di dolore, anche se non hanno neuroni sensibili al dolore.

Le normative dovrebbero cambiare?

Le regole relative alla ricerca sugli organoidi cerebrali sono permissive, in parte perché la Società Internazionale per la Ricerca sulle Cellule Staminali (ISSCR) afferma che queste entità non sono in grado di percepire il dolore.

Le sue linee guida dicono: “In questo momento, non ci sono prove biologiche che suggeriscano problemi di preoccupazione, come la coscienza o la percezione del dolore con organoidi corrispondenti ai tessuti del SNC [sistema nervoso centrale], che giustificherebbero una revisione attraverso il processo di supervisione specializzata”.

Tuttavia, gli esperti con cui Live Science ha parlato hanno concordato sul fatto che i regolamenti dovrebbero essere rivisti a seguito delle recenti scoperte nello sviluppo degli organoidi.

“Questa era una visione così conservatrice dell’ISSCR, e deve essere rivista da un team multidisciplinare, non solo dai biologi delle cellule staminali”, ha detto Muotri, che è il fondatore di Tismoo, una società che sviluppa organoidi cerebrali.

Le preoccupazioni etiche riguardano in parte il fatto che gli organoidi sono potenzialmente in grado di provare dolore e di formare i propri pensieri.

“Il benessere dell’organoide cosciente, una volta prodotto, deve essere preso in considerazione, poiché è diventato un’entità moralmente rilevante con interessi”, ha spiegato Wood.

Lavazza prende una posizione diversa. “Personalmente non penso che sarebbe immorale coltivare organoidi cerebrali con coscienza”, ha detto, aggiungendo che “gli scienziati fanno esperimenti con altre entità coscienti, come i topi”.

Lomax ha sostenuto che se gli organoidi cerebrali raggiungono la coscienza, dovrebbero ricevere una supervisione normativa simile a quella degli animali nella ricerca.

Anche se i cervelli cresciuti in laboratorio potrebbero sembrare usciti da “Brave New World”, potrebbero presto diventare realtà.

Valutare la coscienza e concordare le regole sarà complicato, ma Wood ha sostenuto che l’onere della prova dovrebbe ricadere sullo scettico che mira a confutare la coscienza piuttosto che sull’avvocato che mira a dimostrare che potrebbe essere fattibile.

Per lo meno, ha sottolineato il suo articolo, gli scienziati non dovrebbero escludere la possibilità.

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