脑类器官存活纪录刷新至5年,为研究大脑发育打开新窗口

脑类器官存活纪录刷新至5年,为研究大脑发育打开新窗口

实验室里培育的微型大脑,如今能活得更久了。哈佛大学8月19日宣布,他们培育的脑类器官存活时间已超过5年,大约是此前纪录(694天)的3倍。这项进展让科学家有机会在更长时间尺度上观察人类大脑的早期发育过程。

类器官是什么?

类器官是一种在实验室中由干细胞培育出的三维细胞结构,能模拟真实器官的部分结构和功能。脑类器官通常只有胡椒粒大小,却包含上百万个细胞。哈佛大学这项研究由干细胞与再生生物学系教授Paola Arlotta主导,团队检测了34个类器官,每个都由人类血液样本培育而来,含有逾100万个大脑皮层细胞。

此前,脑类器官的存活纪录是694天,由加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学在2021年创造。哈佛团队将这一时间延长到5年以上,意味着研究者可以追踪类器官的发育变化长达数年,而不再只是几个月。

为什么延长存活时间很重要?

大脑发育是一个漫长的过程,人类大脑的成熟需要数十年。过去,类器官培养通常只能维持几个月,这限制了研究者观察长期发育变化的能力。例如,某些神经疾病(如精神分裂症、自闭症)可能与大脑发育后期的异常有关,但短期培养的类器官无法捕捉到这些变化。

延长存活时间后,科学家可以更真实地模拟大脑发育的长期过程,研究细胞如何分化、神经网络如何形成,以及基因突变如何影响这些过程。这为理解神经发育疾病和测试潜在药物提供了更可靠的模型。

伦理与争议

随着类器官技术不断进步,伦理问题也随之而来。脑类器官虽然远未达到意识水平,但它们包含大量神经元,并可能产生电活动。一些伦理学家担心,如果类器官变得足够复杂,是否可能产生某种形式的感知能力?目前,这类担忧还停留在理论层面,但研究者需要制定明确的伦理准则,确保类器官研究在合理范围内进行。

此外,类器官并非完美复制真实大脑,它们缺乏血管和免疫系统,结构也与真实大脑有差异。因此,即使存活时间延长,类器官仍只是研究工具,不能完全替代动物实验或人体研究。

未来应用前景

这项技术的突破可能为神经科学带来新的研究方向。例如,研究者可以利用长期存活的类器官,观察药物对大脑发育的长期影响,或者模拟遗传性神经疾病的进展。对于中国科研界而言,类器官技术也是热门领域,国内多个团队已在类器官培养和疾病建模方面取得进展。哈佛大学的这项成果,或将为全球类器官研究提供新的技术参考。

当然,从实验室到临床应用还有很长的路要走。但至少,科学家现在有了一个能陪伴他们五年的“迷你大脑”,这为解开人类大脑的奥秘提供了更多时间。

参考来源