「迷你大腦」發出類似人類腦電波 有助研究癲癇

科技日報紐約11月17日電 (記者馮衛東)據《自然》雜誌近日在線報道，在實驗室培養皿中培育的「迷你大腦」，第一次自發地產生類似人類的腦電波，模式看起來與早產兒的類似。此項進展或有助於科學家對大腦早期發育的研究。

美國加州大學聖地亞哥分校神經科學家艾莉森·穆烏特里領導的研究小組，誘導人類幹細胞從皮質(控制認知和解釋感官信息的大腦區域)中形成組織。他們在10個月的時間裡培育了數百個腦器官，並對每個腦器官的細胞進行了測試，以確認其表達的基因集合與正常發育人腦中的相同。

研究小組持續記錄這些「迷你大腦」表面活動的腦電圖(EEG)。6個月後，他們發現「迷你大腦」的放電率高於之前創造的其他類腦器官，而且腦電圖模式也出人意料。在成熟大腦中，神經元形成的同步網路以可預測的節奏放電，但「迷你大腦」顯示出不規則的腦電圖模式，類似於在發育大腦中看到的同步電活動的混亂爆發。將這些節律與早產兒的腦電圖進行比較時發現，「迷你大腦」的腦電波與孕25周—39周出生的嬰兒相似。

穆烏特里指出，這種「迷你大腦」並不是真正的人類大腦，其並不包含在皮質中發現的所有細胞類型，並且不與其他大腦區域連接。目前，研究小組正致力於利用更長時間培育「迷你大腦」，以觀察其是否會繼續成熟。研究人員還計劃將這些結構連接到模擬大腦或身體其他部分的類器官，以探索其是否能像正常皮層一樣起作用。

賓夕法尼亞大學發育神經科學家宋紅軍認為，雖然這項工作仍處於初步階段，但與早產兒腦電圖模式的相似性表明，「迷你大腦」這樣的類器官最終可用於研究大腦發育障礙，如癲癇或自閉症。利用類器官研究腦電圖模式如何起源，最終也有助於了解腦電圖節律在發育中的人類大腦中是如何出現的。

對於「迷你大腦」的倫理擔憂，穆烏特里表示，目前的研究還處於非常原始的初級階段，如果有證據表明「迷你大腦」具有了自我意識，他會考慮停止該項目。

總編輯圈點

對科學家而言，人類大腦很大程度上仍然是個「黑盒子」，其中蘊藏著太多未解之謎，因此許多與大腦相關的疾病缺乏令人滿意的治療方案。利用生命科學技術，通過模擬人腦來實現類腦結構，或許是深入認識人類大腦的有效途徑之一，從而有可能為大腦疾病的治療帶來福音。甚至，這樣的研究也有可能會對人工神經網路的搭建帶來啟發，從而推動人工智慧技術的發展。當然，探索相關研究的倫理底線也將隨之成為新課題。

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