10月13日动静，在本地时候周三颁发的研究中，美国斯坦福年夜学科学家陈述称，他们成功将人脑细胞移植到新生老鼠的年夜脑中，而且这些细胞可感触感染到老鼠的感受。研究人员暗示，被称为“类脑器官”的人类细胞团块可以长成数以百万计的新神经元，并与新宿主的神经系统相连。将这些器官植入到老鼠脑中后，这些动物可以操纵胡须领受感官旌旗灯号，并帮忙发生指令旌旗灯号来指导它们的行为。带领这项研究的神经学家塞尔吉奥·帕斯卡博士（Sergiu Pasca）说，他和同事们此刻正在操纵移植的人类神经元来领会自闭症、精力割裂症和其他发育障碍的生物学根本。他弥补称：“要想解决这些疾病的生物学问题，我们需要更复杂的人脑模子。”2009年，在罗马尼亚接管医学培训后，帕斯卡博士插手斯坦福年夜学担任博士后研究员，进修若何在培育皿中缔造人类神经元。他和同事从自愿者身上提取皮肤细胞，并将它们放在特别的化学物质中，以促使它们改变性状特征。这些皮肤细胞会变得更像胚胎细胞，可以发育为体内的任何组织。跟着更多化学物质的插手，研究人员诱使细胞发育成神经元。然后，他们不雅察到，当神经元被置于培育皿中时，电压脉冲会沿神经元长度发射。帕斯卡博士等人再次进行了同样的尝试，此次利用的是蒂莫西综合征患者的皮肤细胞。这是一种罕有的自闭症，由单一突变引起。这种突变不仅会导致严重的心脏问题，还会损及说话和社交技术。在培育皿中培育蒂莫西综合症神经元，帕斯卡博士可以看到它们与典型神经元之间的很多差别。例如，它们发生了额外数目的旌旗灯号化学物质，如多巴胺。但对单个细胞的查抄只能揭示关于这种疾病有限的线索。帕斯卡博士思疑，经由过程研究毗连在一路的数千个神经元（即类脑器官），他可以领会更多工具。一种新的化学配方使帕斯卡博士可以或许模拟发育中年夜脑的内部环境。被置于这种培育液中，皮肤细胞会发育成祖细胞，最后发育成年夜脑外层被称为皮层的神经元缠结。在后来的研究中，帕斯卡博士及其同事毗连了三个类脑器官，它们别离由皮质、脊髓以及肌肉细胞组成。研究显示，刺激皮质器官可使肌肉细胞缩短。但类脑器官绝非微型年夜脑。起首，它们的神经元仍然发育迟缓。其次，它们不像活体年夜脑中的神经元那样活跃。帕斯卡博士说：“很较着，这些模子仍有良多局限性。”有鉴于此，科学家们起头将类脑器官植入活体年夜脑中，他们在理论上认为培育皿限制了类脑器官的发育。2018年，神经学家弗雷德·盖奇（Fred Gage）及其在索尔克生物研究所的同事将类脑器官移植到成大哥鼠的年夜脑中。跟着老鼠年夜脑为人类神经元供给养分，这些神经元继续发育。从那时起，盖奇博士和其他研究人员将类脑器官植入老鼠的年夜脑后部，该区域用来感知眼睛发出的旌旗灯号。6月份颁发在网上的一项尚未颠末同业评审的研究显示，当老鼠看到脉冲白光闪灼时，人体类脑器官神经元的反映体例与老鼠本身的细胞年夜致不异。帕斯卡博士及其团队也在进行类器官移植研究，但他们选择将其移植到年少老鼠身上。在小老鼠出生一两天后，科学家将类脑器官打针到老鼠年夜脑中名为体感皮质的区域，该区域负责处置来自全身的触摸、痛苦悲伤和其他旌旗灯号。在老鼠身上，该区域对胡须发出的旌旗灯号出格敏感。人类神经元在老鼠年夜脑中继续发育，直到它们的数目达到300万个，约占老鼠年夜脑一侧皮质的三分之一。成果显示，类脑器官中每个细胞发展的时候是培育皿中的6倍，这些细胞也变得和人脑中的神经元一样活跃。更值得存眷的是，这些类器官自觉地毗连到老鼠年夜脑中。它们不仅与四周的神经元相连，并且还与远处的神经元相连。这些毗连使得人类神经元对老鼠的感官很是敏感。当研究人员向老鼠的胡须吹气时，其体内的人类神经元会发出激烈反映。帕斯卡博士等人还操纵室内的饮水机进行了尝试，以领会类脑器官若何影响年夜鼠的行为。颠末15天的练习，这些老鼠学会了新的技术：当体内类脑器官受到刺激时，它们可以从喷泉里喝到水。这些人体类脑器官显然是在向老鼠年夜脑中寻找奖赏的区域发送信息。当然，这些物种夹杂尝试也带来了很多伦理问题。在这项研究起头之前，帕斯卡博士咨询了斯坦福年夜学法令与生物科学中间的专家，他们但愿他出格存眷动物的疾苦和福祉。斯坦福年夜学法学传授亨利·格里利（Henry Greely）说：“你担忧的不仅仅是笼子里有几多只老鼠，或者它们吃得有多好。这是全新的工具，你本身甚至都不知道可能会看到什么成果。”帕斯卡博士的团队没有发现任何证据表白，这些老鼠履历了痛苦悲伤，更轻易癫痫爆发，掉去了记忆，或者掉去了对活动的节制。他说：“事实证实，这些老鼠对人体类脑器官的耐受性很是好。”尽管没有介入这项新研究，但南加州年夜学神经生物学家乔治·夸德拉托（Giorgia Quadrato）指出，人体类脑器官的植入并没有让老鼠变得更像人类。例如，在进修测试中，它们的得分并不比其他老鼠高。夸德拉托弥补说：“它们是老鼠，器官植入后依然是老鼠。从伦理的角度来看，这应该让人感应安心。”可是，若是科学家将人体类脑器官植入其他近亲物种体内，好比山公或黑猩猩，这可能会激发严重后果。夸德拉托博士称：“这将是一个很好的机遇来帮忙拟定指导方针，以便将来在准确的伦理框架内运行。”帕斯卡博士暗示，灵长类动物和人类之间的相似性可能会让类脑器官发育得更成熟，并对动物的行为发生更年夜影响。但他说：“我们不会进行如许的研究，也不鼓动勉励其他人如许做。”相反，他正在利用植入老鼠体内的类脑器官来研究神经疾病。在一项尝试中，帕斯卡博士的团队未来自蒂莫西综合征患者的类脑器官植入了年夜鼠年夜脑的一侧，并将另一种没有突变的类脑器官植入了另一侧。这两种类器官都在老鼠体内继续发展。可是，来自蒂莫西综合征患者类器官上的神经元发育出了两倍的分支（即树突）用于领受传入旌旗灯号。更主要的是，这些树枝状物较短。帕斯卡博士但愿，当老鼠被植入自闭症和其他神经系统疾病患者的类脑器官时，他可以或许不雅察到它们行为体例的差别。如许的尝试可能有助于揭示某些突变改变年夜脑的工作体例。宾夕法尼亚年夜学的神经外科大夫、类器官移植研究员艾萨克·陈博士（Isaac Chen）没有介入这项研究，但他在这项新研究中看到了另一种可能性：帮忙修复人类年夜脑的毁伤。陈博士设想，操纵皮质受损患者的皮肤细胞培育类脑器官，然后将其打针到患者的年夜脑中，类脑器官最终可能会继续发展并与健康的神经元毗连。他说：“如许的设法必定已经存在。问题在于，我们若何实现它？”（小小）