研究人員開發(fā)了研究大腦連通性和功能的方法

科學家們已經開發(fā)出一種研究方法，可以更詳細地檢查涉及某些神經和精神疾病的大腦過程。這是通過在培養(yǎng)物中培養(yǎng)人類皮質類器官并將它們插入發(fā)育中的嚙齒動物大腦來觀察它們如何隨著時間的推移整合和發(fā)揮作用來實現的。該研究發(fā)表在《自然》雜志上。

“這項工作在科學家研究復雜人類大腦疾病的細胞和電路基礎的能力方面取得了重大進展。它允許類器官在更具生物學相關性的環(huán)境中‘連接’，并以它們無法做到的方式發(fā)揮作用。培養(yǎng)皿，”NIMH 神經科學和基礎行為科學部發(fā)育和基因組神經科學研究處處長 David Panchision 博士說。

加利福尼亞州斯坦福大學斯坦福大學的研究人員 Sergiu Pasca 及其同事證明，從人類干細胞培養(yǎng)的皮質類器官可以移植并整合到發(fā)育中的大鼠大腦中，以研究某些發(fā)育和功能過程。研究結果表明，移植的類器官可能為研究與疾病發(fā)展相關的過程提供了有力的工具。

研究人員有時會使用皮質類器官——人類干細胞的三維培養(yǎng)物，可以反映典型大腦中的一些發(fā)育過程——作為研究人類大腦某些方面如何發(fā)育和功能的模型。然而，皮質類器官缺乏典型人類大腦中的連通性，限制了它們在理解復雜大腦過程方面的有用性。研究人員一直試圖通過將單個人類神經元移植到成年嚙齒動物大腦中來克服其中的一些限制。雖然這些移植的神經元與嚙齒動物的腦細胞相連，但由于成年大鼠大腦的發(fā)育限制，它們并沒有完全整合。

在這項研究中，研究人員團隊通過將完整的人類皮質類器官移植到發(fā)育中的大鼠大腦中，推進了大腦類器官的研究。該技術創(chuàng)建了一個可以檢查和操作的人體組織單元。研究人員使用了之前在 Pasca 實驗室開創(chuàng)的方法，利用人類誘導的多能干細胞制造皮質類器官——這些細胞來源于成人皮膚細胞，這些細胞已被重新編程為未成熟的干細胞樣狀態(tài)。然后，他們將這些類器官植入大鼠初級體感皮層，這是大腦中參與處理感覺的一部分。

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