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人工迷你脑可模拟神经发育疾病(图)

发表：2013-09-02 01:29

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迷你脑

神经

疾病

图说：“迷你人造脑”只有一颗豌豆大小，未来却可能成为许多神经疾病研究的突破关键。

【看中国2013年09月02日讯】“太惊人了！”“成就非凡！”研究人员利用干细胞，成功研发出人造大脑，未来将用于神经发育疾病的研究。实验室培育中的人造大脑，大小近似豌豆，发育程度约等于9周胎儿的大脑，但不具有思考能力，也无法继续生长及发育。

澳洲科学院分子生物科技研究所团队发表于《自然》期刊的研究指出，研究人员利用干细胞或表皮细胞，成功培育出神经外胚层；神经外胚层是胚胎阶段的细胞组织，最后会发育成大脑与脊髓。人造脑造型迷你，长到4公厘之后停止生长，没有展现思考能力。

迷你脑“五脏俱全”

研究人员在一块水滴大小的胶状物当中，培养神经外胚层，这些原始的细胞会自己长成大脑的某些部位，包括大脑皮质、视网膜，甚至还有很早期的海马回；海马回在发育成熟的大脑中，被认为是处理记忆的区域。迷你脑在2个月之内长到4公厘，之后就不再生长；经过比对，认为近似9周大胚胎的脑部结构。

迷你脑虽然不再发育，却能“存活”将近1年，由于没有血管系统，所以养分及氧气的供给，只限于组织表面，没办法像真实的人脑，可以深入脑组织内部。研究者推测，这些限制或许是人造脑发育程度有限，且不具思考功能的原因之一。

参与实验的诺里区博士，把这颗迷你脑称作是一种“类器官”；诺里区说，“我们目前的计画，并不是要制造一颗1比1的真人脑出来。”研究团队主要是希望建立一个发育中的脑部模型，应用于研究某些脑部发育相关的先天性缺陷。

应用于神经发育疾病

例如神经分裂症的患者，虽然多在青壮年时期出现病征，但一般认为，精神分裂是更早期脑部发育过程出问题的结果。诺里区说，“我们未来计画以人造脑为模型，应用在精神分裂或自闭症的研究。”

研究人员目前运用迷你脑来研究“畸形小头症”，也就是因脑部发育不完全，所以脑比常人小的异常状态。人造脑模拟病人胚胎时期，脑部发育的过程，结果显示，小头症病人的细胞“太急于分化”，一般细胞会先分裂到某个足够的数量之后，才开始分化，最后形成组织或器官；但患者细胞在数量不足的时候，就开始进行脑组织细胞的分化。

目前不具思考能力

伦敦帝国理工学院教授保罗马修接受《BBC》采访时指出，虽然诺里区团队的人造脑实在很小，但是结构及某些生理现象，真的很像人脑。“这实在太教人兴奋了！”但马修也表示，人类大脑的运作是各脑区紧密连结的结果，人造脑目前呈现几个初期的脑区，看不出彼此之间有功能上的关联。

尽管学术界普遍认为，在这个发育阶段的脑组织进行实验，不至于带来道德上的问题，但诺里区本人，倾向不再进一步培养发育程度更高的人造脑，“毕竟想起来会觉得有些不舒服。”该团队研究的方向，仍将着重在发育过程对疾病的影响。

代替动物实验

英国普利茅斯大学认知研究所博士马丁寇斯指出，疾病相关研究势必要进行药物实验，影响情绪、知觉、动作及疼痛的药物实验都相当热门，但由于人造脑还未发展出联合运作的能力，现行的药物实验，“可能对人造脑根本不痛不痒。”，因此还无法应用在临床疾病的研究。

人造脑其他的应用，将可能让动物保育团体拍手叫好。目前许多神经科学实验，都必须牺牲各种品系的大小鼠，未来如果实验所需的范围侷限在脑部，就可以采用人造脑的技术，除了减少生命的浪费，也可以降低实验的难度。

来源:台湾醒报

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