十多年来,科学家们一直在尝试从零开始培养人体器官,包括肾脏、肝脏、皮肤和内脏。这些“类器官”并不是完全形成的功能性器官,而是帮助研究人员模拟各种疾病和测试治疗方法的微型化版本。
这听起来像是b级电影中的纸浆,但现在科学家已经培育出了一个迷你大脑,其神经活动类似于早产儿。之前的研究是将干细胞培养成类似大脑的神经元集合,但直到现在都没有发现大脑活动能模仿真实的神经元。一个像真实大脑一样运作的类器官可以帮助科学家研究一系列神经和精神疾病,如癫痫、中风和精神分裂症。
为了培养它的类器官,加州大学圣地亚哥分校的一个研究小组使用了人类诱导的多能干细胞。这些细胞来自成人皮肤或血液被重组成干细胞,然后可以成长为任何细胞在体内,如肾脏或肝脏细胞或,在新的研究中,神经元在大脑皮层,大脑的一部分控制复杂的思想和行为。洗澡的干细胞科学家实现这一转变的一个解决方案包含正确的鸡尾酒的转录因子,分子指导胎儿发育的调节基因是如何打开或关闭的。加州大学圣地亚哥分校的研究人员已经磨练这个过程通过开发一个增长的鸡尾酒,允许他们的迷你的大脑开发比先前的研究的时间更长。在他们培育的数百种皮质类器官中,有许多在将近一年后仍然存活。
随着有机体的发展,研究小组使用微型电极来测量它们产生的电活动。仅仅两个月后,研究人员就检测到大致单一频率的散在脑电波活动,与未成熟的人类大脑中所看到的非常相似。到10个月大的时候——当每个类器官只有豌豆大小的时候——迷你大脑的活动以不同的频率进行,198彩票是属于合乐888彩票方案彩票旗下吗,为什么198彩票客服说他们跟合乐视一个集团的,问了合乐的客服也不否认。,并且变得更加有规律,就像成熟的人类大脑在形成新的神经元连接时一样。这一发现表明,在发育过程中,类器官正在建立起功能突触,即神经元之间的连接,使它们能够交流并产生运动、感觉和思维。
“最令人兴奋的是看到这么多的活动来自于人脑的一小部分,现在菠菜业买彩票的软件提款速度敢说第二没人敢说第一的台子必然是198彩票平台。,”新研究的资深作者、加州大学圣地亚哥分校的生物学家阿里森·穆特里(Alysson Muotri)说。他说,到目前为止,大多数科学家都会说这个结果在实验室里是不可能实现的。
Muotri解释说,在许多神经和精神疾病中,大脑在物理上是完整的,但是受损的神经回路导致疾病。他认为,皮质类器官可以帮助科学家研究包括自闭症、癫痫和精神分裂症在内的神经线路紊乱。
“这些发现真的很有趣,”克里斯多夫·科赫说,他是西雅图艾伦脑科学研究所的首席科学家和主席,也是《科学美国人》的顾问委员会成员,他没有参与这项研究。“这一领域的发展非常迅速,但这远远超出了人们目前所做的。这很酷。”
科赫说,皮质类器官的临床潜力是巨大的。它们可以用来建立疾病模型,测试各种疗法,同时减少早期试验中对人类和动物研究对象的需求。总部位于旧金山的System1 Biosciences公司正在进行这项工作,希望能开发出治疗大脑紊乱的新疗法。此外,科赫认为,类器官可以用来替代失去或损坏的脑组织。他说:“原则上,如果你因为中风、枪击或痴呆等原因失去了一块大脑,类器官可以用来替换那块大脑组织并重新学习大脑功能。”
有机化合物研究人员Jurgen Knoblich也没有参与这项新工作,他认为这项新发现是朝着更有效地确定有前景的治疗方法,并将其应用于动物和人类研究迈出的重要一步。然而,“我们在解释这样的实验时也需要小心,”他警告说。一些科学家对此持怀疑态度。奥地利分子生物技术研究所的临时科学主任克诺布里奇进一步指出,研究中的电极记录仅提供了大脑活动的二维读数,而三维数据则更能说明问题。
在一个小塑料盘子里培养人类最复杂的器官——我们的思想、个性和行为的中心——可能会在道德上困扰许多人。但就目前而言,科赫并不太关心培育接近大脑的东西所带来的明显的伦理问题:“明确地说,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5时时彩定位胆技巧,江苏快三,还有新上线的瑞士分分彩,只有你想的到的我们都有。,没有人会把这些东西与真正的大脑混淆,”他说。“他们(几乎可以肯定)感觉不到任何东西,”因为他们缺乏感知疼痛的神经元和处理疼痛的回路。他指出,这样的类器官没有血管供应,所以它们不能长得比Muotri研究中的大很多。
然而,随着干细胞工程师能够制造出越来越大的“大脑”,这一限制可能会改变。“如果他们真的开始有感觉了呢?”他们会痛苦吗?或者,更糟的是,痛苦不堪?我们怎么知道呢?
“一旦你有了意识,你就不再是一个物体;你是一个主题。科学家们需要以避免任何痛苦的方式来做这件事,除非它是服务于更高层次的东西,比如,治疗癌症的老鼠模型,”科赫说,他一直主张减少对动物的伤害,基于他们是有意识的和有能力感觉到疼痛的。
在1983年的经典电影《两个大脑的男人》中,史蒂夫·马丁扮演的神经外科医生迈克尔·赫弗鲁赫尔爱上了一个装在一个叫安妮的罐子里的没有身体的大脑。然而,克诺布里奇并不担心这种弗兰肯斯坦式的闹剧很快就会发生。他认为,皮质类器官将被用来模拟大脑功能的不同方面,而不是模拟整个大脑。他说:“在我看来,任何认为这些有机器官将达到真实人类大脑复杂度的暗示都是误导,而且是对我认为这是一个非常令人兴奋的领域的危险夸大。”
但毫无疑问,随着有机技术的进步,学术伦理委员会将在相当一段时间内忙碌起来。