一個合作研究小組開發了一種連接實驗室培育的腦組織的方法，從而加深了人們對大腦發育和功能的了解，並為治療神經系統疾病的潛在進步鋪平了道路。在培養皿中培養出功能正常的類人腦組織，這個想法聽起來一直很牽強，甚至對該領域的研究人員也是如此。為了實現這一目標，日本和法國的一個研究小組開發了一種技術，可以將實驗室培育的仿腦組織連接起來，使其與我們大腦中的電路相似。

東京大學工業科學研究所的研究人員發現，為實驗室培育的”大腦器官”提供與真實大腦類似的連接，可以促進其發育和活動。資料來源：東京大學工業科學研究所

神經研究的進展

研究大腦發育和功能的確切機制具有挑戰性。動物研究受到物種間大腦結構和功能差異的限制，而實驗室培育的腦細胞往往缺乏人類腦細胞特有的連結。更重要的是，研究人員越來越意識到，這些區域間的連結及其形成的迴路，對於我們人類的許多大腦功能非常重要。

先前的研究曾試圖在實驗室條件下創建大腦迴路，這推動了這一領域的發展。東京大學的研究人員最近找到了一種方法，可以在實驗室培育的”神經器官”（一種實驗模型組織，將人類幹細胞培育成模仿大腦發育的三維結構）之間建立更多生理連接。研究小組透過軸突束將有機體連接起來，這與活體人腦中各區域的連接方式類似。

透過創新增進理解

研究的共同第一作者杜恩基（Tomoya Duenki）說：「在實驗室條件下生長的單神經器官中，細胞開始顯示出相對簡單的電活動。當我們用軸索束連接兩個神經器官組織時，我們能夠看到這些雙向連接是如何促進器官組織之間活動模式的產生和同步的，這與大腦內兩個區域之間的連接有一定的相似性。”

與軸索束相連的大腦器官組織比單一器官組織或使用先前的技術連接的器官組織顯示出更複雜的活動。此外，當研究小組使用一種被稱為光遺傳學的技術刺激軸索束時，類器官的活動也會發生相應的變化，類器官會在一段時間內受到這些變化的影響，這一過程被稱為可塑性。

研究的資深作者Yoshiho Ikeuchi 解釋說：「這些發現表明，軸索束連接對於複雜網絡的發展非常重要。」值得注意的是，複雜的大腦網絡負責許多深層的功能，如語言、注意力和情感。 “

鑑於大腦網路的改變與各種神經和精神疾病有關，因此更好地了解大腦網路非常重要。對實驗室培養的人類神經迴路進行研究，將有助於我們更好地了解這些網路在不同情況下是如何形成並隨時間變化的，從而改善治療這些疾病的方法。

編譯自: ScitechDaily