神经科学家在实验室培育的迷你大脑中检测到显着的“脑电波”

人工种植类器官正在成为越来越重要在科学和医学研究中。现在，科学家们测量了实验室培养的大脑中与实际脑电波类似的活动在研究引起癫痫发作的遗传条件时。

这种类器官可用于研究大脑发育、疾病和潜在疗法，因为它们可以参与活人大脑不可能进行的实验。

在这项新研究中，研究人员报告了由大脑发育而来的类器官中与癫痫发作密切相关的电活动模式。患者的直综合症– 在某些情况下可能导致癫痫发作的遗传性疾病。

“这项工作表明，我们可以制造类似于真实人类大脑组织的类器官，并可用于准确复制人类大脑功能和疾病的某些特征，”神经科学家贝内特·诺维奇说，来自加州大学洛杉矶分校 (UCLA)。

为了制造类器官，科学家们诱导取自人体的细胞转化为多能干细胞，这是一种可以生长成多种组织和器官的细胞。

这个过程在大脑中尤其困难，因为发生了很多事情。为了帮助更多类型的研究，除了让所有这些神经元组织起来之外，这些“迷你大脑”类器官还必须产生与人脑中发生的相同的神经振荡——类似于与学习、睡眠等相关的神经波。

现在这些波已经被发现，增加了类器官在实验研究中代替真实大脑的可能性。在许多神经疾病中，实际的脑细胞本身看起来很好——它的振荡表明出现了问题。

研究人员利用电探针和显微镜读数，对新创建的类器官进行类似于脑电图（EEG）扫描的扫描，揭示了多种神经振荡。

“我没有预料到我们会看到如此大的振荡模式，”诺维奇说。 “通过学习如何控制哪些振荡模式展览，我们最终可能能够模拟不同的大脑状态。”

在雷特综合征患者的类器官出现异常振荡的情况下，添加实验药物 Pifithrin-alpha 可以消除癫痫症状，因此这些类器官也能够对治疗产生“反应”。自始至终，脑细胞本身看起来都很正常，雷特综合症的情况也是如此。

这是大脑类器官技术和科学向前迈出的又一步，该技术和科学仍在快速发展。就在上周，我们看到了一项研究概述眼睛结构是如何进化的例如，在实验室培养的迷你大脑中。

虽然大脑类器官永远无法与实际大脑的复杂性或细节相匹配，但只要我们确定这些特殊发育的细胞团足够接近大脑中实际发生的情况，它们最终可能在未来的研究中取代动物。

“这是在大脑类器官中进行药物测试的第一个具体例子之一，”神经学家 Ranmal Samarasinghe 说，来自加州大学洛杉矶分校。

“我们希望它能够成为更好地理解人类大脑生物学和大脑疾病的垫脚石。”

该研究发表于自然神经科学。