首見!實驗室生長的大腦有類「早產兒」的腦活動

有史以來第一次,科學家在實驗室中生長的腦組織自發性的表現出電活動,並且看起來與人類大腦活動相似,類似於早產兒的大腦活動。這巨大的發現,為研究腦部疾病的初期發展帶來可能性。不過,這也讓一些科學家感到擔憂。

這些實驗室培養的大腦被稱為類器官(organoid),類器官是3D、微型、簡化版本的器官,在實驗室中為研究目的而生長,例如測試藥物反應或測試在惡劣條件下發育細胞。

該研究首次在2018年11月的一個會議上提出,現已被同儕審查過並在Cell Stem Cell上發表。

加州大學聖地亞哥分校的神經科學家Alysson Muotri表示,「我們所看到的神經活動程度從來沒有在體外見過。我們距離製造這種複雜神經網絡的初期模型又更近了一步」

Muotri多年來一直在他的實驗室裡開發腦類器官,但這是他和他的團隊第一次看到類似人腦活動的東西。

他們從人類多能幹細胞(pluripotent stem cells)培育出以上的類器官。 他們誘導這些幹細胞發展成大腦皮層的細胞,也就是負責處理記憶、感知、認知、思維和感官等重要功能的大腦區。

數百個這樣的小腦在10個月內在培養基中生長,研究員對它們進行測試以確保表達出正確的大腦發育基因。 他們還用腦電圖(EEG)持續監測器官。

Nature報導,到了第六個,這些小腦顯示出活耀的大腦活動,遠超過出團隊之前的紀錄。經分析,這些活動與成年人的大腦活動不太相似,但它與早產兒大腦活動的模式相同。

大腦類器官不像實際人類大腦的一部分,它不僅縮小和簡化,也沒有其他的大腦區可以連接,這些類器官缺乏使神經元正常運作的蛋白質。不過,它們可以讓我們更理解大腦的發育,因為早產兒的大腦並不容易獲得,而成年人的大腦也是極為的複雜。

研究員表示,「雖然我們沒有聲稱類器官和完整新生兒皮層有等同的功能性,目前的結果是首次體外模型能夠表現出人類大腦的一些複雜時空振盪動力學。」

研究員將繼續嘗試進一步開發腦細胞看它們是否會繼續長大。不過,有些人擔心在實驗室中會培養出接近意識的東西,到目前為止,沒有一個大腦表現出任何意識跡象,但隨著實驗的發展,這也許是一種可能性。

神經科學家Christof Koch表示,「他們發展出越接近早產兒的東西,他們就越應該擔心。」

在目前的階段,研究員並不擔心這一點,不過,如果任何類器官開始出現意識的跡象,他們會考慮關閉這研究。

該研究已發表在Cell Stem Cell上。

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