神经科学家在实验室中创造出模仿人脑的组织

在培养皿中培养具有功能的类人大脑组织的想法听起来总是很牵强。为了实现这一目标，东京大学的研究人员开发了一种技术，以类似于我们大脑回路的方式连接实验室培养的模拟大脑组织。

“研究大脑发育和功能的确切机制具有挑战性，”东京大学的 Yoshiho Ikeuchi 博士及其同事说。

“动物研究受到物种之间大脑结构和功能差异的限制，实验室中生长的脑细胞往往缺乏人脑细胞的特征连接。”

“更重要的是，我们越来越意识到这些区域间连接以及它们创建的回路对于我们人类的许多大脑功能非常重要。”

“之前的研究试图在实验室条件下创建大脑回路，这一直在推动该领域的发展。”

作者找到了一种在实验室培养的神经类器官之间建立更多生理联系的方法，神经类器官是一种实验模型组织，其中人类干细胞生长成三维发育大脑模拟结构。

他们通过轴突束连接类器官来做到这一点，这类似于活人大脑中区域的连接方式。

“在实验室条件下生长的单神经类器官中，细胞开始表现出相对简单的电活动，”东京大学的 Tomoya Duenki 博士说。

“当我们用轴突束连接两个神经类器官时，我们能够看到这些双向连接如何有助于生成和同步类器官之间的活动模式，这显示出与大脑内两个区域之间的连接有一些相似之处。”

与轴突束连接的大脑类器官比单个类器官或使用先前技术连接的大脑类器官表现出更复杂的活动。

此外，当研究人员使用光遗传学技术刺激轴突束时，类器官的活性也会相应改变，并且类器官会在一段时间内受到这些变化的影响，这一过程称为可塑性。

“这些发现表明轴突束连接对于发展复杂的网络很重要，”池内博士说。

“值得注意的是，复杂的大脑网络负责许多深刻的功能，例如语言、注意力和情感。”

“鉴于大脑网络的改变与各种神经和精神疾病有关，更好地了解大脑网络非常重要。”

“研究实验室培养的人类神经回路的能力将提高我们对这些网络如何在不同情况下形成和随时间变化的了解，并可能改进对这些疾病的治疗。”

该研究发表在《自然通讯》杂志上。