科学家已经在一个脊椎和肌肉附着的盘子里长出了一个微型大脑,这一进步有望加速对运动神经元疾病等疾病的研究。
观察到人类大脑细胞的扁豆大小的灰色斑块自发地发出类似卷须的连接,以与从小鼠取得的脊髓和肌肉组织连接起来。然后看到肌肉在所谓的脑类器官的控制下明显收缩。这项研究是实验室培养的人类大脑中一系列日益复杂的近似研究中的最新研究 - 这次是接近中枢神经系统的东西。负责剑桥医学研究委员会分子生物学实验室工作的马德琳兰卡斯特说:“我们喜欢将它们视为移动中的迷你大脑。”
科学家们使用一种新方法从人类干细胞中培养出微型脑,这使得类器官能够比以前的实验更加复杂。最新的斑点在怀孕12-16周时显示出与人类胎儿大脑相似的神经元及其组织的多样性。
认识神经科学家打破性别大脑的神话然而,科学家表示,这种结构仍然太小而且原始,无法接近思想,情感或意识。兰卡斯特说:“每次我们进一步讨论这个讨论仍然是一个好主意。”“但我们普遍认为,我们距离那里还很远。”虽然一个完全发育的人类大脑有80-90亿个神经元,但这个类器官有几百万个,在灰质体积方面它位于蟑螂和斑马鱼之间。
以前,由于缺乏对斑点中心的营养供应,有机体科学家已经能够实现的复杂性受到限制。一旦达到一定的大小,中心的神经元就会从营养供应中切断并开始死亡,结构将停止发展。在最新的研究中,科学家们种植了有机体,然后使用一个微小的振动刀片将其切成半毫米厚的切片,切片放在膜上,漂浮在营养丰富的液体上。这意味着整个切片可以获得能量和氧气,并且当它在培养物中保存一年时,它继续发育并形成新的连接。
除了类器官之外,科学家还在1毫米长的脊髓中加入了小鼠胚胎和周围的背部肌肉。脑细胞自动开始发出神经元连接,与脊髓相连并开始发出电脉冲,导致肌肉抽搐。我们的目标是利用这样的系统来研究人类大脑和神经系统是如何发展的,以及为什么在运动神经元疾病,癫痫和精神分裂症等疾病中出现问题。
兰卡斯特说:“显然,我们不只是想为它的乐趣创造一些东西。”“我们希望用它来模拟疾病,并了解这些网络是如何建立起来的。”Gray Camp是瑞士巴塞尔分子与临床眼科研究所的遗传学家,他没有参与最新的工作,他将这一进展描述为“该领域的一大步”。“看到功能性神经束从发育中的人脑组织和支配其他组织中生长出来的证据非常令人兴奋,”他说。
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