人干細(xì)胞培養(yǎng)的大腦類器官是一種很有潛力的平臺(tái)，可以模擬人類發(fā)育和疾病。然而，體外生長(zhǎng)的類器官缺少在真實(shí)有機(jī)體中存在的各種連接，這會(huì)限制類器官的成熟，讓它們無(wú)法與其他控制行為的神經(jīng)環(huán)路整合，因而會(huì)影響類器官模擬具有遺傳復(fù)雜性和行為特征的神經(jīng)精神疾病的能力。之前的研究試圖將人腦類器官植入成年大鼠的大腦，但這些細(xì)胞在植入后無(wú)法完全成熟。

 

用熒光蛋白標(biāo)記的人類類腦在大鼠的大腦中。 

圖片來(lái)源：斯坦福大學(xué)

 

      來(lái)自干細(xì)胞的重建人類神經(jīng)元，在培養(yǎng)皿中維系并移植到大鼠大腦皮層中。

 

圖片來(lái)源：斯坦福大學(xué)

 

       美國(guó)斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)此次將人腦類器官植入新生大鼠大腦的體感皮層中，體感皮層是負(fù)責(zé)從全身接收和處理感覺信息的腦區(qū)，包括觸覺。他們發(fā)現(xiàn)，該類器官能發(fā)育成熟，部分能與神經(jīng)環(huán)路整合，并在大鼠大腦中具有功能性。這種整合讓研究人員能在人細(xì)胞的活動(dòng)與動(dòng)物習(xí)得行為之間建立關(guān)聯(lián)，證明植入的神經(jīng)元可以調(diào)節(jié)大鼠的神經(jīng)元活動(dòng)，并能誘導(dǎo)追求獎(jiǎng)賞的行為。

 

       此外，在研究人員轉(zhuǎn)動(dòng)大鼠胡須時(shí)，該類器官中的一組神經(jīng)元出現(xiàn)了活動(dòng)跡象，說(shuō)明植入的神經(jīng)元能對(duì)感覺刺激產(chǎn)生反應(yīng)。他們還發(fā)現(xiàn)，在植入來(lái)源于3名蒂莫西綜合征（一種與心臟問題有關(guān)的嚴(yán)重遺傳?。┗颊叩募?xì)胞時(shí)，特定的神經(jīng)元缺陷會(huì)被凸顯出來(lái)，說(shuō)明這種植入技術(shù)能揭示之前未知的疾病特征。

 

       研究團(tuán)隊(duì)表示，該技術(shù)或能作為一種很強(qiáng)大的資源，補(bǔ)充對(duì)人腦發(fā)育和疾病的實(shí)驗(yàn)室研究。進(jìn)一步研究有望讓人們利用患者來(lái)源的細(xì)胞，揭開本來(lái)無(wú)從了解的疾病特征。