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研究人员培养出了类似人脑的3D组织培养物

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神经元

脑器官是人工生长的,类似于人脑的3D组织培养物。现在,来自日本的研究人员在6月27日的干细胞报告发表的一项研究中报告了来自这些类型器官的功能性神经网络。虽然类器官实际上并不是“思考”,但研究人员使用器官检测神经活动的新工具可以提供一种理解人类大脑功能的方法。

“由于它们模仿大脑发育,大脑样器官可以用来代替人脑来研究复杂的发育和神经系统疾病,”京都大学教授Jun Takahashi说。

然而,这些研究具有挑战性,因为目前的大脑样器官缺乏理想的支持结构,如血管和周围组织,Takahashi说。由于研究人员评估器官样神经活动的能力有限,因此很难全面评估神经网络的功能。

“在我们的研究中,我们创建了一个新的功能分析工具,用于评估检测区域中网络活动的整体动态,反映超过1,000个细胞的活动,”共同作者和共同作者Hideya Sakaguchi说。他是博士后研究员。京都大学(现在在索尔克研究所)。 “这项研究的令人兴奋的事情是,我们能够检测钙活性的动态变化,并可视化全面的细胞活动。”

为了生产器官,Takahashi,Sakaguchi和他们的团队创造了一种多能干细胞球体,可以分化成各种身体组织。然后,他们将细胞置于培养皿中,培养皿中含有模拟大脑发育所需环境的培养基。使用类器官,团队成功地可视化网络中的同步和异步活动以及各个神经元之间的连接。同步神经活动可以是各种脑功能的基础,包括记忆。

“我们相信,我们的工作引入了对人类细胞衍生的神经活动进行广泛评估的可能性,”Sakaguchi说。他说,这种方法可以帮助研究人员了解通过特定细胞群的活动以及精神疾病的潜在机制对大脑中的信息进行编码的过程。

尽管脑样器官提供了研究人脑的手段,但先前已经提出了关于脑器官神经功能的伦理问题。

“由于脑状器官模仿了发育过程,他们也担心未来的意识等心理活动,”Sakaguchi说。 “有些人提到希拉里普特南在大桶中着名的'大脑'思想实验,将大脑置于维持生命的液体中,与计算机连接可能具有与人类相同的意识。”

然而,Takahashi和Sakaguchi认为,大脑样器官不太可能发展意识,因为他们缺乏来自周围环境的输入。

Sakaguchi说:“意识需要主观体验,并且在没有感觉有组织的大脑样器官中没有感觉输入和运动输出。” “然而,如果具有输入和输出系统的脑状器官发展出需要伦理考虑的意识,那么这些类似大脑的器官的基础和应用研究将成为一个巨大的道德挑战。”

Takahashi说,未来,应用器官研究可能会探索三个主要领域 - 药物发现,神经精神模型和再生医学。

“通过取代传统的动物模型,脑器官可以为药理学公司带来巨大的变化,也可以用来模拟无法治疗的神经系统疾病,”他说。 “使用我们的方法,我们可以分析大脑功能中的细胞活动模式,以进一步探索这些领域。”#风风计划#

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