踩过界

科学家将人类脑细胞植入大鼠体内并控制其行为_我的网站

楚乔传

一 | 当谈到人体器官时，大脑和它们一样复杂，同样，它也是一个非常难以研究的对象。近年来，我们看到科学家在实验室培养的大脑器官方面取得了令人印象深刻的进展。

二 | 这些干细胞开始接触生长因子，以刺激其成熟为不同类型的脑细胞，然后将其组装成类似于大脑中的三维结构。

三 | 前《Doctor Who》编剧 Mark Gatiss 认为，BBC 目前重启该剧的计划“悄然落空”。这不会产生意识，但确实为科学家提供了一个研究癫痫、自闭症、精神分裂症等疾病的模型，并研究不同药物的效果。我们还看到了一些版本的脑器官，它们能够生长出自己的血管，发出电信号，甚至生长出能够感知光线的基本眼睛。在主演 Ncuti Gatwa、首席编剧 Russell T. Davies 以及英国制作方 Bad Wolf 和美国资金合作伙伴迪士尼相继离开后，《Doctor Who》目前处于停播状态，没有主演、剧集主管或制作团队。去年，斯坦福大学医学院精神病学和行为科学教授Sergiu Pasca共同撰写了一份关于20个月大的实验室培养的大脑器官的研究。

四 | 在这项工作之前，人们认为实验室培养的大脑没有能力成熟到相当于胎儿发育的阶段。此前继续该系列的计划已被放弃，原定于今年圣诞节播出的单集特别篇在宣布后又遭遇了尴尬的变卦。这项研究证明，这些有机体可以像人脑一样成熟，遵循内部时钟，在与体内发育平行的时间轴上达到产后成熟度。虽然Pasca和该领域的其他人继续开发代表不同大脑区域的先进有机体，如大脑皮层，但在培养皿中研究这些结构有其局限性。

五 | 官方层面，BBC 表示目前正在将《Doctor Who》的制作权进行“招标”，这是一个考量各家制作公司投标的正式流程。Pasca说：“我们一直在使用有机体和它们的复杂组合在培养皿里制作越来越复杂的电路，称为组装体。但是，与你在自然发育的人类大脑中看到的情况相比，这些实验皿中的神经元在发育方面仍然落后。

六 | 许多挑战--例如缺乏营养物质和生长因子、形成血管的内皮细胞或感觉输入--阻碍了实验皿中的发育。”在他们的最新工作中，Pasca和他的团队将类似于人类大脑皮层的大脑器官移植到近100只幼鼠体内。但自该流程首次被提及以来已经过去了几个月，目前还没有明显的进一步进展。

七 | 现在，Gatiss 回想起了 BBC 以前也曾让《Doctor Who》陷入过类似境地，那是在 20 世纪 90 年代漫长停播期的开始。

八 | 当时，该系列花了 15 年时间才全面回归。“《Doctor Who》能有长达 21 年的第二幕表现，这绝对令人惊叹，”他在接受《Radio Times》采访时说道。

九 | 这些幼鼠两三天大，相当于人类的婴儿期，在这个阶段被植入，以便器官可以形成连接并与它们自己的大脑共同进化。

十 | 不久之后，大鼠内皮细胞迁移到人体组织中，形成血管，为其提供营养和信号能力，以处理废物。“而且它的回归可能比第一轮播出时更受欢迎……但我认为也许现在是时候休息一下了，因为美好的事物总有终结的一天。

十一 | ”“我认为 BBC 将其公开招标是一个非常棒的主意，但我们以前也经历过。当它在 1989 年被取消时，BBC 发表了一份宏大的声明，称‘我们致力于让《Doctor Who》贯穿 90 年代。

十二 | 大鼠大脑中的免疫细胞紧随其后，在移植的组织中自成一体。’他们当时也进行了招标，但随后事情就这样悄无声息地没了，我有一种预感，也许这次也会发生同样的情况。”Gatiss 最后重申，他不认为《Doctor Who》会永远消失，但任何期望目前的招标过程能促成其快速回归的想法似乎都不太可能。从那以后，植入的器官组织不仅存活下来，而且成长到占据了它们被植入的大鼠大脑半球的大约三分之一的位置。

十三 | 来自器官的单个神经元也迅速生长，在大鼠大脑中形成了与啮齿类动物天然大脑电路的连接，包括与丘脑区域的连接，该区域负责传递来自身体的感觉信息。

十四 | Pasca表示：“这种连接可能为人类神经元的最佳成熟和整合提供了必要的信号。“我感到非常悲观，但这是事实，”他补充道。”科学家们随后将目光转向了疾病，利用来自蒂莫西综合症患者的皮肤细胞创建了一个类器官，蒂莫西综合症是一种与自闭症和癫痫有关的大脑疾病。“没关系。我认为它回归得如此成功，意味着它还会再次回归。这个类器官被移植到老鼠大脑的一侧，而由健康受试者的细胞创建的类器官被移植到另一侧作为对照。这不是一个单次的 26 年（原文如此）历程，但我认为也许现在是时候进行一次彻底的休息了，因为你希望人们会想念它，并产生新鲜的想法，而且可能需要一个看着 David Tennant 版博士长大的人来执掌它，而不是看着 Tom Baker 版长大的人。”《Deadline》此前的一篇报道暗示，尽管——或者可能正是因为——《Doctor Who》的传奇地位，制作公司现在对承接该剧犹豫不决。五到六个月后，这显示了电活动的明显差异，而蒂莫西综合症的神经元也小得多，并且具有较少的信号结构，称为树突。Pasca说：“通过研究保存在培养皿中的器官，我们已经了解了很多关于蒂莫西综合症的情况。

十五 | “你得疯了才会接手，”一位消息人士说。但只有通过移植，我们才能看到这些与神经元活动有关的差异。”但最引人注目的发现来自于旨在衡量混合大脑处理感官信息能力的实验。将空气吹向大鼠的胡须，科学家们发现这使得人类的神经元有了电的反应。“在迪士尼撤资阴影下的这种市场环境下，对于任何制片人来说，这都有点像是一场噩梦，”另一位表示。

十六 | 第三位消息人士暗示，该系列的预算可能在每集 300 万美元左右——仅为迪士尼此前资助剧集预算的一半，这会引发难以应对的对比。所有这些都与《Doctor Who Magazine》前编辑 Tom Spilsbury 的评论相吻合，他去年曾建议，在确定该系列的下一次化身之前，可能需要“五六年时间我们才能看到新内容”。“到那时，将是 2005 年的孩子们带回这部剧，正如 Russell 预言的那样。另一个实验涉及经过改造的器官，使其对蓝光作出反应，蓝光通过超薄光纤电缆施放。一如既往，时间会证明一切。

十七 | 蓝光脉冲被用来激活这些神经元，只有在这些蓝光事件发生后，大鼠才能获得水。这发生在一个为期15天的"训练期"，教导大鼠，这些神经元的激活意味着奖励即将到来，促使它们在期待中窜向水口。

十八 | 大鼠学会了将蓝光刺激与水的供应联系起来，这表明植入的人体组织可以作为大鼠大脑寻求奖励电路的一部分发挥作用。

十九 | 奥地利分子生物技术研究所科学主任Jürgen Knoblich博士说：“研究人员表明，人类神经元在被激活时，会干扰大鼠的行为，”他没有参与这项研究。“人类细胞在功能上与大鼠的大脑相连。这就是这项工作如此出色的原因。”Pasca将此描述为有史以来由人类皮肤细胞炮制的最先进的人类大脑电路，并说该平台是第一个在这种情况下为人类细胞提供行为读数的平台。由于能够控制和观察对大鼠行为的影响，该技术为研究神经精神疾病提供了令人兴奋的新机会。