科學(xué)家開發(fā)出具有復(fù)雜神經(jīng)活動的大腦類器官

在研究人員禮和再生醫(yī)學(xué)的Edythe廣泛中心和加州大學(xué)洛杉磯分校干細(xì)胞研究有發(fā)達(dá)的大腦組織體- 3D，腦像人類干細(xì)胞生長的結(jié)構(gòu)-這個(gè)節(jié)目組織類似于在活人大腦中的活動波。

然后，在研究源自神經(jīng)系統(tǒng)疾病雷特綜合征患者的干細(xì)胞生長的類器官時(shí)，科學(xué)家們能夠觀察到類似于癲癇發(fā)作的電活動模式，這是該病的標(biāo)志。

今天發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上的這項(xiàng)研究拓寬了可以在類器官中研究的大腦狀況列表，并進(jìn)一步說明了這些基于人體細(xì)胞的模型在研究疾病的根本原因和測試潛在療法方面的價(jià)值。

“這項(xiàng)工作表明我們可以制造出類似于真實(shí)人腦組織的類器官，并可用于準(zhǔn)確復(fù)制人腦功能和疾病的某些特征，”Broad 干細(xì)胞研究中心成員、該研究的資深作者Bennett Novitch說。學(xué)習(xí)。

在過去的十年里，研究人員發(fā)現(xiàn)了如何從人體中提取細(xì)胞，如皮膚或血細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室中誘導(dǎo)它們成為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞或 iPS 細(xì)胞，然后引導(dǎo)這些細(xì)胞形成任何類型的在體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞——包括神經(jīng)元?？茖W(xué)家現(xiàn)在甚至可以鼓勵 iPS 細(xì)胞聚集成 3D 形式，創(chuàng)造出看起來更像微型人體器官的類器官，而不是平皿中的細(xì)胞。

這一進(jìn)步使科學(xué)家們能夠研究一個(gè)人的細(xì)胞如何與正常人不同，并進(jìn)行在活人中不可能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)——操縱腎細(xì)??胞的遺傳學(xué)，或使用肺類器官來研究 如何感染和損害肺部，例如。

然而，當(dāng)涉及到人腦時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)模仿器官結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的類器官尤其具有挑戰(zhàn)性。讓細(xì)胞像在人腦中一樣組織起來只是戰(zhàn)斗的一部分。

這些細(xì)胞還必須相互連接，并像人腦中的神經(jīng)元一樣發(fā)揮作用。健康的人類腦細(xì)胞不僅會響應(yīng)刺激而在整個(gè)大腦中發(fā)送電信號，而且還會產(chǎn)生稱為神經(jīng)振蕩或腦電波的協(xié)調(diào)活動波。腦電波的不同模式與特定活動有關(guān)——例如學(xué)習(xí)或睡眠——而這些模式的異?？赡苁羌膊〉恼髡?。

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