研究人员利用这种甜甜圈形状的支架构建了功能性3D脑组织。 图片来源：塔夫茨大学
你可能听过有人用“你有海绵般的记忆力”来称赞某人的记忆力。好吧，这里有一个转折：一个像大脑一样的海绵。
波士顿塔夫茨大学的一个研究团队通过在海绵状丝绸支架上植入小鼠神经元，构建了一个功能性的3D大脑模型。研究人员的模型为细胞提供了一个快乐的家园，因为它是一个3D、分层的环境，模拟了真实大脑的结构。它也像真实的大脑一样运作。研究人员表示，他们的模型将作为一种有用、无损的方式，实时研究创伤性头部受伤，如脑震荡。
构建大脑
培植人造脑组织并不新鲜：神经元通常在2D环境中培养，例如培养皿。然而，它们复杂的分支结构在平面环境中几乎无法复制。为了提供一个类似大脑的基质，研究人员首先使用了从蛾茧中提取的六层丝绸，模拟了人类皮层的六个层（并染了色以便于区分）。支架层中的孔隙大小和方向各不相同，以模拟人皮层的结构。然后，研究人员在这个结构上植入了从大鼠身上提取的数千个皮层神经元。几天之内，神经元开始生长，建立了跨越模型各层的连接——就像它们在真实大脑中一样。它们还表现出与完整大脑中的神经元相似的特性，包括电活动和反应性。此外，3D结构改善了氧气和营养物质向细胞的运输，因此细胞存活了大约9周——比其他模型更长。研究人员认为，他们可以通过电刺激组织来模拟真实世界环境，从而延长模型的寿命。
大脑瘀伤
在构建模型后，研究人员从不同高度扔下一个11克的重物来损伤大脑，并实时评估其活动——这是你无法在人类和动物身上做到的。脑组织对创伤的生理反应与过去的研究一致，证明了其作为模型的有效性。研究人员在周一的美国国家科学院院刊上发表了他们的发现。
展望未来，研究人员希望在他们的模型中加入其他类型的大脑细胞，以更好地模拟大脑的复杂性。研究人员还表示，支架可以塑造成自然大脑特定部分的形状，以进行精确模拟。至于你何时能通过加水来培养自己的宠物大脑——目前还没有消息。
