在過去的十年中，人類腦組織的實驗室成長的斑點開始成為新聞頭條，因為他們迎來了科學發現的新時代，並提出了許多道德問題。
這些斑點（科學稱為腦器官），但在新聞中通常被稱為“微型元素”）是全尺寸人類大腦的微型，簡化的模型。這些類器官可能在基礎研究，藥物開發甚至計算機科學方面有用。
但是，隨著科學家使這些模型更加複雜，存在一個問題，即它們是否會變得太相似人的大腦因此以某種形式獲得意識。
如何製造微型纖維？
科學家通常會從乾細胞中生長腦官，這是一種未成熟的細胞，可以引起任何細胞類型，無論是血液，皮膚，腸子還是大腦。
根據2021年的綜述生物醫學雜誌。在前一種情況下，科學家收集成年細胞，然後將其暴露於化學物質中，以將其恢復到干細胞狀的狀態。所得的干細胞稱為“誘導多能幹細胞”（IPSC），可以將其生長成任何類型的組織。
為了產生礦元，科學家將這些幹細胞嵌入蛋白質富含基質中，蛋白質基質是一種支持細胞分裂並形成3D形狀的物質。另外，根據雜誌的2020年評論，可以將細胞在物理3D支架上生長細胞和發育生物學領域。
為了哄騙幹細胞形成不同的組織，科學家將特定的分子和生長因子（刺激細胞生長和復制的物質）在其發育中的精確點中介紹到細胞培養系統中。此外，科學家經常將乾細胞生長成微纖維時，將乾細胞放在旋轉的生物反應器中。這些設備使生長的類器官懸浮，而不是在平坦的表面上smosh。這有助於器官從周圍的溶液中吸收營養和氧氣。
隨著腦器官的發展，腦器官的生長更加複雜，類似於人類胚胎在子宮中越來越複雜的方式。隨著時間的流逝，類器官開始包含多種細胞中的人類大腦中發現的多種細胞。模仿人腦組織的特定功能；根據《生物醫學雜誌》的報導，儘管它們的結構和功能都比真實的人大腦更簡單，但顯示出與大腦孤立區域相似的空間組織。
儘管大多數腦器官都是由幹細胞生長的，但在2023年，一項發表在該雜誌上的研究細胞證明也有可能成長直接來自人類胎兒組織。研究作者說，與乾細胞衍生的類器官不同，這些微型纖維不需要腳手架蛋白來支持其生長，並且可能能夠在特定發育的特定階段更準確地捕獲腦組織。
為什麼科學家會種植微型纖維？
Minibrains可以用於多種應用中。例如，科學家正在使用組織的斑點研究早期人類發展。
為此，科學家與一組類似眼睛的結構稱為“光學杯”；在子宮中的人類胚胎中，視頻杯最終會引起眼睛背面的光敏性視網膜。另一個小組成長的類骨子產生腦波與早產嬰兒中看到的類似，另一個使用Minibrains來解釋為什麼常見藥物可能導致先天缺陷以及如果懷孕期間患有發育障礙。這樣的模型使研究人員可以瞥見大腦在懷孕早期，這在人類中既困難又不道德。
根據細胞和發育生物學評論的前沿，微纖維也可用於模擬影響成年人的疾病，包括影響大腦，腦腫瘤和神經退行性疾病的傳染病，如阿爾茨海默氏病和帕金森氏病。此外，根據《 2021年》雜誌的一項審查，一些小組正在開髮用於藥物篩查的小型纖維，以查看給定的藥物是否對人類患者的大腦有毒。遺傳學領域。
這樣的模型可以補充或最終代替通過實驗室菜餚和動物中細胞進行的研究。即使是對大腦非常類似於人類的靈長類動物的研究，也無法可靠地捕獲人類疾病中發生的事情。不過，目前，專家們同意，腦類器官不足以部分或完全替代已建立的細胞和動物模型的疾病模型。但是有一天，科學家希望這些模型將導致新藥的發展並減少對動物研究的需求。一些研究人員甚至正在測試是否可以通過實驗室種植的人類伯爵（Minibrains）“堵塞”傷害。
除了醫學和對人類發展的研究之外，Minibrain還可以用於研究人類的進化。最近，科學家使用腦器官研究了哪些基因允許人腦長大以及其他人使用類器官研究人類大腦的不同從猿和尼安德特人。
最後，一些科學家想使用腦器官來為計算機系統供電。在對這項技術的早期測試中，一群人最近從人類和小鼠腦細胞中製作了一個小型纖維，成功演奏了“乒乓球”連接到計算機控制的電極陣列後。
並在《雜誌》上發表的最新提案中科學領域，科學家宣布計劃種植大型大腦器官，其中包含數万到數百萬個細胞，並將它們聯繫在一起，以創建可以用作的複雜網絡未來生物計算機的基礎。
Minibrains會很有意義嗎？
儘管有時被稱為“微型纖維”，但腦官並不是真正化的人類大腦。相反，它們是模仿全尺寸人腦的某些特徵的大致球形球。例如，包含在腦皮質中發現的細胞類型的大腦器官，即大腦的皺紋外表面，含有幾層組織，就像真正的皮質一樣。
同樣，腦器官可以產生化學信息和腦電波，類似於全尺寸的大腦中的腦波，但並不意味著他們可以“思考”，專家說。也就是說，在討論中，一個令人難以置信的觀點是，神經科學家對意識的定義沒有同意的定義，他們也沒有標準化的方法來衡量現象，大自然報導2020年。
美國國家科學，工程和醫學學院組建了一個委員會，以解決這些難題並發布報告於2021年，概述了使用腦器官的一些潛在道德問題。
當時，作者得出的結論是在可預見的未來，（腦器官）極不可能具有當前的理解能力，因為當前的理解將被認為是意識，意識，情感或痛苦的經歷。從道德的角度來看，神經器官在當前的差異並沒有差異與其他體外神經組織或培養物的差異。
編者註：本文於2024年1月8日更新，其中包括有關胎兒組織衍生的微型纖維的新信息。這個故事最初發表於2023年2月28日。
