สมองเทียมนี้มีลักษณะใกล้เคียงกับสมองจริงเพียงแต่ไม่มีระบบรับสัญญาณปราสาท มีขนาดเท่าเม็ดถั่วลันเตาและรูปร่างหน้าตาเหมือนสมองของตัวอ่อนทารกในครรภ์และความสำเร็จนี้สร้างโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนให้แก่นักวิจัยในการวิเคราะห์หาความบกพร่องในสมองที่เป็นสาเหตุของความพิการทางสมองประเภทต่างๆได้
ทีมนักวิจัยทีมนี้เริ่มต้นด้วยการทำสะเต็มเซลล์ในห้องทดลอง เป็นการปลูกเซลล์เริ่มต้นที่สามารถเลี้ยงให้โตเป็นเนื้อเยื่อส่วนใดก็ได้ของร่างกาย
สะเต็มเซลล์ที่ปลูกในห้องทดลองเหล่านี้พัฒนาไปตามขั้นๆเหมือนการพัฒนาของสมองมนุษย์ สะเต็มเซลล์ที่นักวิจัยปลูกเติบโตและแบ่งออกเป็นส่่วนๆตามลักษณะของสมองจริงๆ เช่นเดียวกับพัฒนาการที่พบในสมองของตัวอ่อนทารกในครรภ์มารดา ในช่วงเก้าสัปดาห์หลังการปฏิสนธิ สมองเทียมบางก้อนที่นักวิจัยปลูกในห้องทดลองยังเริ่มพัฒนาเรตีน่าด้วย
คุณเยอร์เก้น เคนโนบลีช นักวิจัยแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งออสเตรีย (Austrian Academy of Science) เป็นหัวหน้าการวิจัยครั้งนี้ เขากล่าวกับผู้สื่อข่าววีโอเอว่าหลังจากทำการปลูกสะเต็มเซลล์ตามขั้นตอนแล้ว สมองเทียมที่ปลูกได้มองดูแล้วเหมือนสมองจริงอย่างไม่น่าเชื่อ แม้ว่าจริงๆแล้วไม่สามารถทำงานได้เหมือนสมองคนจริงๆ
ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature คุณเคนโนบลีชและทีมงานเรียกสมองที่พวกเขาปลุกขึ้นในห้องทดลองนี้ว่าเซลล์เทียมสมอง ซึ่งไม่ใช่สมองจริงๆเสียเลยทีเดียวแต่มีลักษณะใกล้เคียง แต่คุณเคนโนบลีชกล่าวว่าสมองเทียมที่ปลูกขึ้นในห้องทดลองนี้ไม่สามารถทดแทนสมองมนุษย์จริงๆได้ แม้ว่าสมองเทียมที่ปลูกขึ้นจะมีหลายๆส่วนเหมือนสมองคนจริงๆ แต่แต่ละส่วนตั้งอยู่ผิดจุดจากสมองจริง เทียบเเล้วเหมือนกับรถยนต์ที่ได้รับการประกอบผิดจุดที่ตั้ง
คุณเคนโนบลีชเปรียบเทียบว่าสมองเทียมที่ปลูกได้เหมือนกับรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์และมีล้อ แต่ตัวเครื่องยนตร์ไปอยู่บนหลังคารถและมีเกียร์รถติดอยู่ที่เครื่องยนต์ แต่เเม้จะติดตั้งผิดจุด เรายังสามารถวิเคราะห์ไดอยู่ว่าเครื่องยนต์ทำงานอย่างไร
หัวหน้าทีมนักวิจัยปลูกสะเต็มเซลล์สมองกล่าวว่าสมองเทียมที่พวกเขาปลูกได้ในห้องทดลองช่วยให้นักวิจัยศึกษาการพัฒนาเติบโตของสมองคนเราและวิเคราะห์ดูความบกพร่ิองของการพัฒนาได้
ตัวอย่างหนึ่งความพิการทางสมองก็คือโรคสมองเล็ก (microcephaly) ผู้ป่วยมีสมองขนาดเล็กมาก มองเห็นได้จากขนาดของศรีษะที่เล็กตามไปด้วย ส่งผลให้เกิดความพิการทางสมองรุนเเรง
คุณเคนโนบลีชและทีมวิจัยได้เก็บตัวอย่างเซลล์ผิวหนังจากผู้ป่วยสมองพิการประเภทนี้ แล้วทำพัฒนาให้กลายเป็นสะเต็มเซลล์
คุณเม็ดเดลลิน เเลนคาสเตอร์ ผู้เรียบเรียงผลการวิจัยเป็นผู้ปลูกสะเต็มเซลล์ที่ได้นี้ในห้องแลปกล่าวว่าสิ่งที่เธอสังเหตุเห็นทันทีคือขนาดของสมองเทียมที่ปลูกจากเซลล์ผิวหนังจากผู้ป่วยโรคสมองเล็ก จะมีขนาดเล็กกว่าปกติอย่างเห็นได้ชัด
เมื่อคุณเเลนคาสเตอร์ตรวจดูการพัฒนาของเซลล์ภายในสมองเทียมที่ปลูกได้ เธอพบว่าการพัฒนาที่เกิดขึ้นในสมองเทียมที่ปลูกจากเซลล์ผิวหนังของผู้ป่วยสมองเล็ก ต่างจากการพัฒนาของสมองปกติ
เธอกล่าวกับผู้สื่อข่าววีโอเอว่าสะเต็มเซลล์จากผู้ป่วยพิการทางสมองไม่ขยายจำนวนเซลล์อย่างที่ควรจะเป็นและมีการสร้างเซลล์นิวรอนก่อนเวลาที่ควร นี่ทำให้ขนาดของสมองเทียมที่ปลูกได้เล็กลงตามไปด้วย และในที่สุดจะส่งผลให้มีการสร้างนิวรอนน้อยลงตามไปด้วย
นักวิจัยเชื่อว่าในอนาคต สมองเทียมขนาดเล็กที่ปลูกได้ในห้องทดลองน่าเป็นประโยชน์ในการศึกษาความบกพร่องทางสมองที่พบได้ทั่วไป อาทิ โรคประสาทหลอน และ ออติสซึ่ม ถึงแม้ว่าความบกพร่องของพัฒนาการทางสมองทั้งสองอย่างนี้จะมักปรากฏอาการในภายหลัง แต่นักวิจัยชี้ว่าพื้นฐานของความบกพร่องจะเริ่มเกิดขึ้นในขณะที่สมองกำลังเติบโต
ทีมนักวิจัยทีมนี้เริ่มต้นด้วยการทำสะเต็มเซลล์ในห้องทดลอง เป็นการปลูกเซลล์เริ่มต้นที่สามารถเลี้ยงให้โตเป็นเนื้อเยื่อส่วนใดก็ได้ของร่างกาย
สะเต็มเซลล์ที่ปลูกในห้องทดลองเหล่านี้พัฒนาไปตามขั้นๆเหมือนการพัฒนาของสมองมนุษย์ สะเต็มเซลล์ที่นักวิจัยปลูกเติบโตและแบ่งออกเป็นส่่วนๆตามลักษณะของสมองจริงๆ เช่นเดียวกับพัฒนาการที่พบในสมองของตัวอ่อนทารกในครรภ์มารดา ในช่วงเก้าสัปดาห์หลังการปฏิสนธิ สมองเทียมบางก้อนที่นักวิจัยปลูกในห้องทดลองยังเริ่มพัฒนาเรตีน่าด้วย
คุณเยอร์เก้น เคนโนบลีช นักวิจัยแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งออสเตรีย (Austrian Academy of Science) เป็นหัวหน้าการวิจัยครั้งนี้ เขากล่าวกับผู้สื่อข่าววีโอเอว่าหลังจากทำการปลูกสะเต็มเซลล์ตามขั้นตอนแล้ว สมองเทียมที่ปลูกได้มองดูแล้วเหมือนสมองจริงอย่างไม่น่าเชื่อ แม้ว่าจริงๆแล้วไม่สามารถทำงานได้เหมือนสมองคนจริงๆ
ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature คุณเคนโนบลีชและทีมงานเรียกสมองที่พวกเขาปลุกขึ้นในห้องทดลองนี้ว่าเซลล์เทียมสมอง ซึ่งไม่ใช่สมองจริงๆเสียเลยทีเดียวแต่มีลักษณะใกล้เคียง แต่คุณเคนโนบลีชกล่าวว่าสมองเทียมที่ปลูกขึ้นในห้องทดลองนี้ไม่สามารถทดแทนสมองมนุษย์จริงๆได้ แม้ว่าสมองเทียมที่ปลูกขึ้นจะมีหลายๆส่วนเหมือนสมองคนจริงๆ แต่แต่ละส่วนตั้งอยู่ผิดจุดจากสมองจริง เทียบเเล้วเหมือนกับรถยนต์ที่ได้รับการประกอบผิดจุดที่ตั้ง
คุณเคนโนบลีชเปรียบเทียบว่าสมองเทียมที่ปลูกได้เหมือนกับรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์และมีล้อ แต่ตัวเครื่องยนตร์ไปอยู่บนหลังคารถและมีเกียร์รถติดอยู่ที่เครื่องยนต์ แต่เเม้จะติดตั้งผิดจุด เรายังสามารถวิเคราะห์ไดอยู่ว่าเครื่องยนต์ทำงานอย่างไร
หัวหน้าทีมนักวิจัยปลูกสะเต็มเซลล์สมองกล่าวว่าสมองเทียมที่พวกเขาปลูกได้ในห้องทดลองช่วยให้นักวิจัยศึกษาการพัฒนาเติบโตของสมองคนเราและวิเคราะห์ดูความบกพร่ิองของการพัฒนาได้
ตัวอย่างหนึ่งความพิการทางสมองก็คือโรคสมองเล็ก (microcephaly) ผู้ป่วยมีสมองขนาดเล็กมาก มองเห็นได้จากขนาดของศรีษะที่เล็กตามไปด้วย ส่งผลให้เกิดความพิการทางสมองรุนเเรง
คุณเคนโนบลีชและทีมวิจัยได้เก็บตัวอย่างเซลล์ผิวหนังจากผู้ป่วยสมองพิการประเภทนี้ แล้วทำพัฒนาให้กลายเป็นสะเต็มเซลล์
คุณเม็ดเดลลิน เเลนคาสเตอร์ ผู้เรียบเรียงผลการวิจัยเป็นผู้ปลูกสะเต็มเซลล์ที่ได้นี้ในห้องแลปกล่าวว่าสิ่งที่เธอสังเหตุเห็นทันทีคือขนาดของสมองเทียมที่ปลูกจากเซลล์ผิวหนังจากผู้ป่วยโรคสมองเล็ก จะมีขนาดเล็กกว่าปกติอย่างเห็นได้ชัด
เมื่อคุณเเลนคาสเตอร์ตรวจดูการพัฒนาของเซลล์ภายในสมองเทียมที่ปลูกได้ เธอพบว่าการพัฒนาที่เกิดขึ้นในสมองเทียมที่ปลูกจากเซลล์ผิวหนังของผู้ป่วยสมองเล็ก ต่างจากการพัฒนาของสมองปกติ
เธอกล่าวกับผู้สื่อข่าววีโอเอว่าสะเต็มเซลล์จากผู้ป่วยพิการทางสมองไม่ขยายจำนวนเซลล์อย่างที่ควรจะเป็นและมีการสร้างเซลล์นิวรอนก่อนเวลาที่ควร นี่ทำให้ขนาดของสมองเทียมที่ปลูกได้เล็กลงตามไปด้วย และในที่สุดจะส่งผลให้มีการสร้างนิวรอนน้อยลงตามไปด้วย
นักวิจัยเชื่อว่าในอนาคต สมองเทียมขนาดเล็กที่ปลูกได้ในห้องทดลองน่าเป็นประโยชน์ในการศึกษาความบกพร่องทางสมองที่พบได้ทั่วไป อาทิ โรคประสาทหลอน และ ออติสซึ่ม ถึงแม้ว่าความบกพร่องของพัฒนาการทางสมองทั้งสองอย่างนี้จะมักปรากฏอาการในภายหลัง แต่นักวิจัยชี้ว่าพื้นฐานของความบกพร่องจะเริ่มเกิดขึ้นในขณะที่สมองกำลังเติบโต