加州大學圣地亞哥分校的神經(jīng)科學家Alysson Muotri領導的一個研究小組通過從皮層（控制認知和解釋感覺信息的大腦區(qū)域）組織誘導人類干細胞，10個月里他們培養(yǎng)了數(shù)百種腦器官，并檢測了單個細胞，以確認它們表達的基因集與人類大腦發(fā)育過程相同。
該研究小組在本月于圣地亞哥召開的神經(jīng)科學學會會議上介紹了這項工作。
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。六個月后，這些類器官（organoids ）的放電率高于之前構(gòu)建的其他大腦器官，這讓團隊感到驚訝。
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)絡以可預測的節(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的混亂爆發(fā)。當研究人員將這些節(jié)律與早產(chǎn)兒的腦電圖進行比較時，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)的所有細胞類型，也不與其他大腦區(qū)域連接。
但是他的團隊現(xiàn)在正在努力讓這些“迷你大腦”長期生長，看看它們是否會繼續(xù)成熟。研究人員還計劃通過將這些結(jié)構(gòu)連接到模擬大腦或身體其他部分的器官來探索這些結(jié)構(gòu)是否能像正常皮層一樣起作用。
一個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（圖片來源：Muotri 實驗室）
腦電波比較
賓夕法尼亞大學的發(fā)育神經(jīng)學家HongJunSong認為，這是一項“有趣且令人驚訝的研究”，盡管這項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。
但也有科學家對此抱有異議。赫爾辛基大學的神經(jīng)生理學家Sampsa Vanhatalo認為，僅僅因為類器官的腦電波看起來像早產(chǎn)兒的腦電波，并不意味著它們也在做同樣的事情。
倫理問題
該項目還引發(fā)了關于類器官是否能夠發(fā)展出意識的倫理問題。“（迷你大腦）越接近早產(chǎn)兒，就越應該被擔心。"西雅圖艾倫腦科學研究所的神經(jīng)學家Christof Koch說。
對此，Muotri說，如果有證據(jù)表明這些類器官已經(jīng)產(chǎn)生自我意識，他會考慮停止這個項目，但是現(xiàn)在還處于研究最初始階段，他認為還沒有人能對這種可能性有一個明確的看法。
參考資料：
Lab-grown ‘mini brains’ produce electrical patterns that resemble those of premature babies
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