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據(jù)外媒報道，研究人員在實驗室培育的微型器官方面取得了驚人突破。通過利用誘導(dǎo)多能干細胞(iPSCs)，該團隊誘導(dǎo)大腦類器官發(fā)展出基本的眼睛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以感知光線并向大腦的其他部分發(fā)送信號。
人類的大腦是自然界造出來的最復(fù)雜的東西之一，為了幫助我們更好地理解它，科學(xué)家們一直在實驗室里制造微型大腦。據(jù)了解，皮膚細胞取自成人捐獻者，在恢復(fù)成干細胞后放入模擬大腦發(fā)育環(huán)境的培養(yǎng)液中從而使它們形成不同的腦細胞。最終的結(jié)果是一個豌豆大小的三維大腦模型，它可以用來研究發(fā)育、疾病或藥物效果。
現(xiàn)在，杜塞爾多夫大學(xué)醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)的團隊讓這種研究更進一步。據(jù)悉，該研究小組已經(jīng)培育出具有視覺杯的腦器官，視覺杯是在眼睛中視神經(jīng)跟視網(wǎng)膜相遇方發(fā)現(xiàn)的視覺結(jié)構(gòu)。它們在小大腦的前部對稱地生長，這給了這個類器官一個引人注目的面孔。
但最重要的是，這些視神經(jīng)杯是功能性的。它們含有多種不同類型的視網(wǎng)膜細胞，這些細胞形成了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，它們對光線做出反應(yīng)并將這些信號發(fā)送到大腦。晶狀體和角膜組織也會形成。
“在哺乳動物的大腦中，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的神經(jīng)纖維伸出來跟它們的大腦目標連接，這在體外系統(tǒng)中從未顯示過，”該研究的論文資深作者Jay Gopalakrishnan說道。
團隊使用了來自4名捐贈者的干細胞，他們在16批細胞中制造了314個腦器官，其中約72%形成了視神經(jīng)杯。這些結(jié)構(gòu)在30天開始出現(xiàn)并在50天內(nèi)成熟，研究小組表示，這跟人類胚胎發(fā)育視網(wǎng)膜的時間框架相似。這項研究表明，這項技術(shù)是可復(fù)制的，盡管為了將它們用于研究還需要進一步的工作來保持它們的可行性。
Gopalakrishnan表示：“我們的工作強調(diào)了大腦類器官產(chǎn)生原始感覺結(jié)構(gòu)的顯著能力，這種感覺結(jié)構(gòu)是光敏的并擁有類似于體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的細胞類型。這些類器官可以幫助研究胚胎發(fā)育期間的腦-眼相互作用、為先天性視網(wǎng)膜疾病建模，并為個性化藥物測試和移植治療生成患者特定的視網(wǎng)膜細胞類型?！?/p>
雖然這些類腦器官仍非常初級，但如果它們繼續(xù)發(fā)展，可能有朝一日會引發(fā)倫理問題。之前的研究已經(jīng)在兩個月大的類器官中檢測到腦電波，大致相當(dāng)于早產(chǎn)嬰兒的腦電波，并進一步發(fā)展可能會產(chǎn)生具有某種形式的自我意識甚至意識的迷你大腦。像視覺這樣的感官輸入可能是其中的關(guān)鍵因素。這是科學(xué)家需要關(guān)注的問題。
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