实验室培养的脑组织首次自发地表现出电活动,而且它看起来与人类大脑的活动惊人地相似。更具体地说,它类似于早产儿的大脑活动。
现在,这一惊人发展的报告尚未经过同行评审,但如果得到证实,这可能是一个巨大的发现,为研究大脑疾病的早期发展带来了可能性。
这也让一些科学家感到犹豫。
这些实验室培育的大脑被称为类器官- 实验室中生长的器官的三维、微型、简化版本,用于研究目的,例如测试药物反应或某些不利条件下的细胞发育。
神经科学家 Alysson Muotri 一直在开发大脑类器官在他的实验室在加州大学圣地亚哥分校几年,但这是他和他的团队第一次看到类似人类大脑活动的东西。
他们从人类身上培育出有问题的类器官多能性 干细胞,或可以变成任何其他类型细胞的干细胞。他们诱导这些“空白”发育成构成大脑皮层,大脑中负责记忆、感知、认知、思维和感觉处理等重要事物的区域。
数百个这样的微小大脑在 10 个月的时间里在培养物中生长,并进行测试以确保大脑发育的正确基因得到表达。他们还通过脑电图(EEG)持续监测器官。
到六个月时,自然报告,小脑显示出非常活跃的大脑活动——比团队之前注意到的任何活动都要多得多。
经过分析,这种活动与成年人有组织的、可预测的大脑活动不太相似。但它确实与另一种大脑活动有相似之处。它的模式与早产儿中看到的同步大脑活动的混乱爆发有共同之处。
“虽然类器官的网络活动没有表现出成人中所见的全部时间复杂性,但静止和网络同步事件交替周期的模式与早产儿脑电图中存在的电生理特征相似,”研究人员在论文中写道。
不完全一样。但一个机器学习根据早产儿脑电图特征训练的模型能够识别与正常发育时间表相同的许多特征。过去 28 周,类器官似乎与同龄早产儿处于相似的发育轨迹。
大脑类器官与实际人类大脑的部分不太一样——它们不仅按比例缩小和简化,而且也没有其他大脑区域可以连接。它们还被设计为缺乏一种蛋白质这对于神经元的正常功能至关重要。
但它们可能代表着更好地理解大脑发育的一步,因为早产儿的大脑并不容易获得,而成人的大脑又非常复杂。
“虽然我们并不声称类器官和完整的新生儿皮质之间具有功能等同性,”研究人员写道,“目前的结果代表了迈向体外模型的第一步,该模型捕捉了人脑的一些复杂的时空振荡动力学。”
研究人员将继续尝试进一步开发小脑,看看它们是否会继续成熟。
但其他人真正关心的是发展中经济体的接近程度意识在实验室的培养桶中。到目前为止,没有一个大脑表现出任何意识迹象,但随着实验的继续,这可能是一种可能性。
西雅图艾伦脑科学研究所的神经科学家克里斯托夫·科赫表示:“他们离早产儿越近,就越应该担心。”自然。
鉴于类器官经过精心设计以抑制正常功能,研究人员现阶段并不担心。然而,如果有人开始表现出意识迹象,他们将考虑关闭该项目。