加州大學(xué)圣地亞哥分校的神經(jīng)科學(xué)家Alysson Muotri領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組通過(guò)從皮層（控制認(rèn)知和解釋感覺(jué)信息的大腦區(qū)域）組織誘導(dǎo)人類干細(xì)胞，10個(gè)月里他們培養(yǎng)了數(shù)百種腦器官，并檢測(cè)了單個(gè)細(xì)胞，以確認(rèn)它們表達(dá)的基因集與人類大腦發(fā)育過(guò)程相同。
該研究小組在本月于圣地亞哥召開(kāi)的神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)議上介紹了這項(xiàng)工作。
驚人的模式
Muotri和他的同事連續(xù)記錄了“迷你大腦”表面的腦電圖(EEG)活動(dòng)。六個(gè)月后，這些類器官（organoids ）的放電率高于之前構(gòu)建的其他大腦器官，這讓團(tuán)隊(duì)感到驚訝。
此外，腦電圖模式也出乎意料。在成熟的大腦中，神經(jīng)元形成的同步網(wǎng)絡(luò)以可預(yù)測(cè)的節(jié)奏放電。但是這些類器官表現(xiàn)出不規(guī)則的腦電圖模式，類似于在發(fā)育中的大腦中看到的同步電活動(dòng)的混亂爆發(fā)。當(dāng)研究人員將這些節(jié)律與早產(chǎn)兒的腦電圖進(jìn)行比較時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)“迷你大腦”的節(jié)律模式與孕25-39周出生的嬰兒相似。
Muotri解釋道，這些類器官并不是真正的人腦。它們不包含大腦皮層中發(fā)現(xiàn)的所有細(xì)胞類型，也不與其他大腦區(qū)域連接。
但是他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在努力讓這些“迷你大腦”長(zhǎng)期生長(zhǎng)，看看它們是否會(huì)繼續(xù)成熟。研究人員還計(jì)劃通過(guò)將這些結(jié)構(gòu)連接到模擬大腦或身體其他部分的器官來(lái)探索這些結(jié)構(gòu)是否能像正常皮層一樣起作用。
一個(gè)大腦類器官的切片顯示結(jié)構(gòu)外邊緣有更多成熟的皮質(zhì)神經(jīng)元（圖片來(lái)源：Muotri 實(shí)驗(yàn)室）
腦電波比較
賓夕法尼亞大學(xué)的發(fā)育神經(jīng)學(xué)家HongJunSong認(rèn)為，這是一項(xiàng)“有趣且令人驚訝的研究”，盡管這項(xiàng)工作還處于初步階段，但與早產(chǎn)兒腦電圖模式的相似性表明，類器官最終可能對(duì)研究癲癇或自閉癥等大腦發(fā)育障礙以及理解EEG節(jié)律是如何在發(fā)育中的人腦中出現(xiàn)的有所幫助。
但也有科學(xué)家對(duì)此抱有異議。赫爾辛基大學(xué)的神經(jīng)生理學(xué)家Sampsa Vanhatalo認(rèn)為，僅僅因?yàn)轭惼鞴俚哪X電波看起來(lái)像早產(chǎn)兒的腦電波，并不意味著它們也在做同樣的事情。
倫理問(wèn)題
該項(xiàng)目還引發(fā)了關(guān)于類器官是否能夠發(fā)展出意識(shí)的倫理問(wèn)題。“（迷你大腦）越接近早產(chǎn)兒，就越應(yīng)該被擔(dān)心。"西雅圖艾倫腦科學(xué)研究所的神經(jīng)學(xué)家Christof Koch說(shuō)。
對(duì)此，Muotri說(shuō)，如果有證據(jù)表明這些類器官已經(jīng)產(chǎn)生自我意識(shí)，他會(huì)考慮停止這個(gè)項(xiàng)目，但是現(xiàn)在還處于研究最初始階段，他認(rèn)為還沒(méi)有人能對(duì)這種可能性有一個(gè)明確的看法。
參考資料：
Lab-grown ‘mini brains’ produce electrical patterns that resemble those of premature babies
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