科學家將人腦類器官植入鼠腦內，為腦科學帶來革命

　　2017-11-13 08:56:50　來源: 科技日報社-中國科技網 (北京)

　　聶翠蓉

　　4年前，奧地利科學家發現了用幹細胞培育人腦組織的方法，人腦類器官自此取得驚人進展；現在，它們已經能模擬真實大腦隨電刺激跳動，像成熟大腦一樣生成新的神經元，發育成大腦內負責思考、語言、判斷和其他認知功能的6層皮質區。這些類腦器官不到一粒黃豆大小，只在實驗室器皿中進行研究。

　　但據《科學美國人》雜誌網站報道，美國兩組科學家團隊在近日舉行的美國神經科學協會年會上稱，他們將人腦類器官植入實驗鼠大腦內。其中索克生物研究所著名神經生物學專家弗萊德·H.蓋傑的團隊證明，人腦類器官在植入后與老鼠的血液循環系統建立了連接，其內的神經元還能將傳遞神經信號的軸突輸入老鼠的多個腦區。

　　賓夕法尼亞大學的艾薩克·陳領導的神經外科團隊則發現，當用光照射實驗鼠的眼睛時，植入的人腦類器官中的神經元閃出信號，表明人鼠腦組織在功能上實現了一體化。

　　蓬勃發展的類腦器官研究，在為人腦發育和神經性疾病的認知帶來革命性變化的同時，再次面臨著是否會讓實驗動物擁有人類情感和意識等倫理爭議。

　　人腦類器官在老鼠體內功能化

　　上述實驗論文都還沒有正式發表。蓋傑團隊已將論文提交給某著名科學雜誌，因此只向大會提交了摘要。從摘要內容看，人腦類器官被植入實驗鼠后，成功與老鼠的血液循環系統連接，且一些成熟神經細胞將神經軸突延伸到老鼠的多個腦區，在類腦器官與鼠腦間傳遞起神經信號。但類腦器官的大小以及老鼠行為能力是否發生改變等論文內容，蓋傑沒有過多透露。

　　艾薩克·陳向大會展示了其團隊關於人腦類器官研究的21篇論文。他們將人腦類器官植入11隻成年鼠腦內的次級視覺皮層區，這部分視覺區負責處理所看物體的顏色和方向等視覺信號。論文稱，這些直徑2毫米的人腦類器官都至少存活了2個月之久，一些人腦軸突衍生進鼠腦內，其中還有軸突在鼠腦內再生了1.5毫米，進入連接左右腦半球的胼胝體中。他們用光照射老鼠眼睛時發現，人腦類器官內的神經細胞受到刺激，發出閃光信號，證明人腦組織在老鼠體內完全功能化。

　　為腦科學帶來革命性影響

　　除了這兩大實驗團隊首次公布植入動物體內的研究成果，在這次神經科學年會上，科學家們還透露了人腦類器官在實驗室研究中的重大進展。比如，有科學家在實驗器皿中，將人腦類器官與視網膜細胞連接，讓它們擁有了感光能力，從而產生了視覺；還有科學家將模擬人體前腦的上下兩部分器官合併在一起，在兩部分器官間建立起神經連接，從而研製出3D類腦器官，向模擬不同腦區間的複雜關聯邁出了一大步。

　　有了這些實驗經驗，科學家們可將2個、3個甚至1000個類器官連在一起，獲得越來越大的類腦結構，模擬成熟人腦以及找出孤獨症、癲癇病以及精神分裂症等神經性疾病的病因。

　　艾薩克·陳研究類腦器官的最大目的是修復大腦損傷。他們認為人腦是非常嚴格有序的結構，現有類腦組織植入大腦後功能會自我完善，與受損部位建立連接並對其進行有效修復。類腦器官的研究，將為神秘莫測的大腦科學帶來革命化影響。

　　快速發展需倫理管理跟上

　　但隨著類腦科學進入動物實驗的新階段，科學家們開始呼籲，相關倫理學必須跟上其快速發展的步伐。

　　目前在美國，國立衛生研究院只出台了禁止將人體幹細胞加入脊椎動物早期胚胎研究的法規，還沒有關於人體類器官植入的管理規定。人們對類器官研究進展到何種程度認知不足，也沒有呼籲成立專門委員會研究相關政策。

　　斯坦福大學法律學者和生物倫理學家漢克·格瑞立表示，雖然現在的類腦器官還沒形成思維，植入鼠腦的數量很小，不可能讓老鼠產生意識或高級智能，但這些後果需要提前防備，一旦動物實驗讓老鼠擁有了自尊感等人性化特徵，它們的物種身份將變得難以定義。

　　儘管存在各種倫理擔心，從事類腦器官研究的科學家們表示，讓類腦器官擁有人類認知和感情能力，還是非常遙遠的假想。而他們的共同目的，是將來通過注射神經元或植入類腦組織，讓中風、孤獨症、帕金森症等神經性疾病患者徹底擺脫病痛，過上更健康的生活。