植入小鼠体内的迷你人脑对动物看到的光产生反应

来源：cnBeta 　2023-01-03 11:39:29

(资料图)

从干细胞中培育出来的微型人脑被植入活体小鼠体内，首次被证明对小鼠看到的东西有反应。由于有专门的石墨烯电极，科学家们能够实时观察这些反应。近年来，科学家们已经找到了一种方法，使成人皮肤细胞恢复到不成熟的状态，然后可以被哄骗形成身体中几乎任何其他类型的细胞。这些诱导多能干细胞可用于在实验室中制造微小但功能正常的器官版本，称为器官模型。

由于它们是真实事物的更自然、更立体的代表，器官模型可以用来模拟发育、疾病和药物反应，比在盘子里使用细胞的平面培养物要精确得多。多年来，科学家们已经成功地培育出迷你版的大脑、心脏、肺、肝脏、肾脏、胃、眼睛、胰腺，甚至是血管和毛囊。

去年10月，斯坦福大学的一个团队首次将人类大脑器官植入老鼠体内，并发现人类细胞与小鼠的神经元形成连接。在新的研究中，加利福尼亚大学（UC）圣地亚哥分校的科学家们在这项工作的基础上表明，植入小鼠体内的人脑器官能够对刺激作出反应。

在这之前这一点很难实现，因为所涉及的大脑活动只持续几毫秒，现有技术很难捕捉到。因此，加州大学圣地亚哥分校的团队结合两种实验技术对脑细胞进行成像。

首先，他们将一排透明的石墨烯电极放在移植的器官上。这些装置使研究小组能够记录发生在人类脑细胞和周围小鼠脑组织中的神经电活动。接下来，他们使用双光子显微镜对大脑进行成像，发现小鼠的血管已经长到了有机体中，为它们提供了氧气和营养物质。

石墨烯电极使科学家能够测量人脑器官和周围小鼠脑组织的电活动

植入三周后，研究人员进行了实验，他们在小鼠面前闪烁白光，并观察不同脑细胞的反应。结果显示，石墨烯电极显示出明显的电尖峰迹象，从视觉皮层传播。这表明人类有机体已经与周围的小鼠脑组织建立了突触连接。在11周的后续实验中，研究小组显示，这些植入物在功能上越来越多地与宿主结合。

该研究的第一作者麦迪逊-威尔逊说："没有其他研究能够同时进行光学和电学记录。我们的实验显示，视觉刺激唤起了器官中的电生理反应，与周围皮层的反应相匹配"。

在未来的工作中，该团队计划用这种技术来模拟神经系统疾病的发展，这最终可能有助于释放新的潜在治疗方法。

该研究发表在《自然通讯》杂志上。

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