Nature關註：「迷你大腦」發出類似早產兒的腦電波

《Nature》封面最新報道了一項研究，美國科學家們在實驗室中培養的「迷你大腦」首次自發地產生了類似早產兒的腦電波。這一發現有助於科研人員對包括癲癇等疾病在內的早期大腦發育的研究。

加州大學聖地亞哥分校的神經科學家Alysson Muotri領導的一個研究小組通過從皮層（控制認知和解釋感覺信息的大腦區域）組織誘導人類幹細胞，10個月里他們培養了數百種腦器官，並檢測了單個細胞，以確認它們表達的基因集與人類大腦發育過程相同。

該研究小組在本月於聖地亞哥召開的神經科學學會會議上介紹了這項工作。

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驚人的模式

Muotri和他的同事連續記錄了「迷你大腦」表面的腦電圖(EEG)活動。六個月後，這些類器官（organoids ）的放電率高於之前構建的其他大腦器官，這讓團隊感到驚訝。

此外，腦電圖模式也出乎意料。在成熟的大腦中，神經元形成的同步網路以可預測的節奏放電。但是這些類器官表現出不規則的腦電圖模式，類似於在發育中的大腦中看到的同步電活動的混亂爆發。當研究人員將這些節律與早產兒的腦電圖進行比較時，他們發現「迷你大腦」的節律模式與孕25-39周出生的嬰兒相似。

Muotri解釋道，這些類器官並不是真正的人腦。它們不包含大腦皮層中發現的所有細胞類型，也不與其他大腦區域連接。

但是他的團隊現在正在努力讓這些「迷你大腦」長期生長，看看它們是否會繼續成熟。研究人員還計劃通過將這些結構連接到模擬大腦或身體其他部分的器官來探索這些結構是否能像正常皮層一樣起作用。

一個大腦類器官的切片顯示結構外邊緣有更多成熟的皮質神經元（圖片來源：Muotri 實驗室）

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腦電波比較

賓夕法尼亞大學的發育神經學家HongJunSong認為，這是一項「有趣且令人驚訝的研究」，儘管這項工作還處於初步階段，但與早產兒腦電圖模式的相似性表明，類器官最終可能對研究癲癇或自閉症等大腦發育障礙以及理解EEG節律是如何在發育中的人腦中出現的有所幫助。

但也有科學家對此抱有異議。赫爾辛基大學的神經生理學家Sampsa Vanhatalo認為，僅僅因為類器官的腦電波看起來像早產兒的腦電波，並不意味著它們也在做同樣的事情。

03

倫理問題

該項目還引發了關於類器官是否能夠發展出意識的倫理問題。「（迷你大腦）越接近早產兒，就越應該被擔心。"西雅圖艾倫腦科學研究所的神經學家Christof Koch說。

對此，Muotri說，如果有證據表明這些類器官已經產生自我意識，他會考慮停止這個項目，但是現在還處於研究最初始階段，他認為還沒有人能對這種可能性有一個明確的看法。

責編：艾曼

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參考資料：1）Lab-grown 『mini brains』 produce electrical patterns that resemble those of premature babies

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