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新突破!实验室“迷你大脑”出现显著脑电波,将有助于研究多种脑部疾病

前瞻网    2021-08-26 11:58

 

新突破!实验室“迷你大脑”出现显著脑电波,将有助于研究多种脑部疾病

在科学和医学研究中,人工培植的类器官变得越来越重要。

现在,科学家们在研究一种导致癫痫的遗传条件时,测量了实验室培养的大脑器官中类似于实际脑电波的活动。这些类器官可以用于研究大脑发育、疾病和潜在的治疗方法,因为它们可以完成在活体大脑中不可能进行的实验。

在这项新研究中,研究人员报告说,脑电活动模式与雷特综合症患者的干细胞形成的大脑类器官的癫痫发作密切匹配。雷特综合症是一种遗传性疾病,在某些情况下可能导致癫痫发作。

加州大学洛杉矶分校的神经学家贝内特·诺维奇说:“这项工作表明,我们可以制造类似真实人类脑组织的类器官,并可以用来精确复制人类大脑功能和疾病的某些特征。”

为了创造类器官,科学家们诱导取自人类的细胞转化成多能干细胞——这是一种可以生长成各种组织和器官的细胞。

这个过程在大脑中尤其困难。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,这些“迷你大脑”器官还必须发展出与人类大脑相同的神经振荡——类似于与学习、睡眠等相关的脑波。

现在这些波被发现了,增加了在实验研究中类器官可以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是正常的——正是这些振荡表明出了问题。

利用电子探针和显微镜读数,研究人员对他们新创造的类器官进行了脑电图(EEG)扫描,显示出多种神经振荡。

在雷特综合征患者的类器官出现异常振荡的案例中,添加实验药物Pifithrin-alpha消除了癫痫的迹象,所以这些类器官也能对治疗“做出反应”。整个过程中,脑细胞本身看起来都很正常,这也是雷特综合征的情况。

这是类脑器官技术和科学的又一进步,这类科学技术仍在快速发展。例如,就在上周,我们看到了一项研究,描述了在实验室生长的迷你大脑进化出眼睛结构。

虽然类脑器官的复杂性和细节永远比不上真实大脑,但在未来的研究中,它们最终可能取代动物,只要我们确定这些特殊发育的细胞团足够接近大脑中真正发生的情况。

这项研究发表在《自然神经科学》杂志上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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