大脑类器官,或者说是所谓的“培养皿中的大脑”,已经席卷了神经科学界。这些在培养皿中生长出来的神经元和脑组织团块,本应模仿人类早期的大脑发育。
近期的研究声称取得了飞速进展,包括能够形成神经回路并产生类似胚胎发育的大脑波的实验室培养大脑。但本周在《自然》杂志上发表的一篇新论文提出了另一种观点,认为实验室培养的大脑模型离类人还有很长的距离。
在这项新工作中,加州大学旧金山分校的一个科学家团队将真实发育的大脑样本与类器官进行了比较,他们认为实验室培养的版本显示出异常发育的模式。因此,类器官不太可能形成研究脑部疾病所需的复杂电路。
研究人员指出,考虑到这些不足,类器官发展出认知或意识的可能性仍然非常遥远。
构建大脑
我们的大脑依靠复杂的神经元网络来运作。在真实的大脑中,神经元细胞根据基因指令形成身份——这决定了它们在大脑中的特征和作用。
但在类器官中,科学家们观察到神经元似乎对其身份感到困惑,并且未能成熟。这将阻碍类器官组织和功能像真正的人类大脑一样,并阻碍对理解疾病重要的特定脑电路的形成。
这些异常不仅存在于加州大学旧金山分校实验室创建的类器官中;数据分析发现它们也存在于其他实验室使用的类器官模型中。
但好消息是,科学家们认为这些异常是可以纠正的。许多类器官细胞中都出现了过度的环境压力迹象,例如缺氧。将它们置于类似真实人脑所处环境的条件下,可以缓解压力,使细胞正常发育。
“我们发现,如果我们把受到压力的类器官细胞移植到发育中的小鼠大脑中,就可以缓解压力,”加州大学旧金山分校的神经科学家、该研究的合著者阿诺德·克里格斯坦(Arnold Kriegstein)在给《Discover》的电子邮件中说。“当压力得到缓解时,基因身份得到了改善。这一发现表明,压力诱导了基因身份问题,而且两者都是可逆的。”
鉴于加州大学旧金山分校团队发现的问题,克里格斯坦对最近一些关于类器官研究的突破持怀疑态度——他认为公众也应该如此。
克里格斯坦说:“一些已发表的关于类器官的论文中有夸大的结论,以及关于类器官的报道中也有过度的炒作。类器官已经证明是人类疾病的重要模型,但与真正人类大脑的碎片相比,它们仍然非常初级。它们不是‘培养皿中的大脑’。”













