Mozkové organoidy: Umělé lidské (skoro)mozky pěstované v laboratořích a etické dilema tohoto výzkumu

Mozkové organoidy jsou miniaturní třírozměrné struktury, které vědci vytvářejí z pluripotentních kmenových buněk. Tyto buňky mají schopnost diferencovat se na různé typy buněk, a tedy vytvořit tkáně napodobující lidský mozek v jeho raných fázích vývoje. Organoidy poskytují jedinečnou možnost zkoumat vývoj lidského mozku, jeho funkce a procesy spojené s neurologickými poruchami. I když nedosahují plné komplexity ani vědomí lidského mozku, umožňují studium organických neurálních sítí, elektrické aktivity, biochemických a dalších procesů, které jsou jinak obtížně zkoumatelé. Tyto organoidy postrádají klíčové složky, jako jsou (komplexnější) cévní systém a spojení s dalšími orgány, což je limituje, ale i tak jsou z hlediska vědeckého výzkumu velmi slibné v řadě odvětvích [1].

Studie „Cell diversity and network dynamics in photosensitive human brain organoids“ publikovaná v časopise Nature v roce 2017 [2] představuje průlom ve výzkumu mozkových organoidů. Vědci z Harvardu pěstovali lidské mozkové organoidy po dobu osm měsíců a zaznamenali, že tyto struktury vykazovaly spontánní neuronální aktivitu podobnou aktivitě u lidských mozků předčasně narozených dětí. Zajímavostí této studie bylo, že organoidy obsahovaly jak buňky mozkové kůry, tak retinální gangliové buňky, které hrají roli v zrakových funkcích. Tyto organoidy byly schopné reagovat na světlo, což ukazuje na jejich pokročilou diferenciaci. Navíc vykazovaly koordinovanou neuronální aktivitu, což poskytuje důležitý náhled na vývoj neuronálních sítí. Tento průlom otevírá dveře pro výzkum neurologických onemocnění a možných léčebných postupů, avšak zároveň vyvolává důležité otázky týkající se etiky.

Mozkové organoidy mají široké spektrum potenciálních aplikací v různých vědeckých a medicínských oblastech:

Mozkové organoidy, přestože jsou zásadním vědeckým nástrojem, přinášejí důležité etické otázky. S rostoucí složitostí a pokrokem v jejich vývoji se objevují obavy, že by organoidy mohly dosáhnout určitého stupně vědomí nebo schopnosti vnímání podnětů.

Jednou z největších obav je, zda mohou organoidy dosáhnout úrovně, kdy by byly schopny vnímat bolest nebo jiné podněty, což by vyžadovalo přehodnocení jejich morálního a právního statusu. Zatímco většina lidí z oboru věří, že současné organoidy vědomí nemají, s postupným zdokonalováním této technologie není vyloučeno, že by pokročilejší verze organoidů mohly vykazovat i určité (empirické) známky či projevy (které jsou přisuzovány) vědomí. Tento scénář otevírá otázky o tom, zda je eticky správné používat organoidy v pokusech nebo je kombinovat s jinými systémy či organismy.

Jak však i teď vyloučit existenci vědomí v organoidů? Lze pokračovat ve výzkumu, když empirické vyloučení existence vědomí u lidských mozkových organoidů vyloučit nelze?

Další důležitá etická otázka se týká použití mozkových organoidů v experimentech na zvířatech. Pokud jsou organoidy implantovány do zvířat za účelem studia jejich chování nebo interakce s živým systémem, vznikají obavy ohledně ovlivnění kognitivních schopností těchto zvířat a potenciálního zvýšení jejich utrpení. Tyto experimenty by měly být pečlivě regulovány a musí být zavedeny etické směrnice, které zabrání zneužití této technologie a ochrání práva zvířat.

Jedním z fascinujících směrů výzkumu, který kombinuje neurovědy a technologii, je možnost tvorby hybridních výpočetních systémů, které by zahrnovaly mozkové organoidy. Vize hybridních počítačů spočívá v propojení biologických neuronálních sítí, tedy mozkových organoidů, s tradičními počítačovými systémy. Biologické komponenty by mohly řešit problémy, které jsou obtížně formalizovatelné, například kreativní rozhodování nebo adaptivní učení. Zatímco tradiční výpočetní systémy by byly použity pro úlohy třídy P (běžné výpočetní úlohy) a kvantové počítače pro úlohy třídy NP a NP (kombinatorické problémy), mozkové organoidy by mohly sloužit k řešení složitých úkolů spojených s intuicí nebo neurálními vzory.

Tento koncept vyvolává nejen technické výzvy, ale také závažné etické otázky. Pokud by se organoidy staly součástí výpočetních systémů, bylo by nutné zkoumat, zda je eticky přijatelné používat lidské neuronální struktury pro účely výpočtů, a zda taková struktura může vykazovat známky vědomí nebo subjektivního prožívání. Navíc by bylo třeba vyřešit právní otázky týkající se vlastnictví a právní odpovědnosti za tyto systémy, pokud by byly založeny na biologických složkách.

Výzkum mozkových organoidů přináší obrovský vědecký potenciál, ale také zásadní etické výzvy. S pokračujícím rozvojem této technologie je klíčové, aby se výzkum prováděl eticky a s vědomím všech možných důsledků, včetně potenciálního vědomí u organoidů a jejich kombinace s výpočetními systémy. Budoucnost mozkových organoidů nabízí fascinující možnosti, ale také vyžaduje přísný etický dohled.