“迷你人造大腦”產(chǎn)生類似人腦的腦電波信號
近日，來自美國加州大學的研究人員在《細胞–干細胞》雜志發(fā)表題為“Complex Oscillatory Waves Emerging from Cortical Organoids Model Early Human Brain Network Development”的文章。該研究團隊在實驗室培養(yǎng)的“迷你人造大腦”發(fā)育出發(fā)達的功能性神經(jīng)細胞網(wǎng)絡(luò)，首次觀察到了類似早產(chǎn)兒的腦電波活動。
“迷你人造大腦”已經(jīng)問世有十多年時間，但是科學家從未檢測到類似人腦的腦電波信號。該研究團隊通過改進干細胞的培養(yǎng)方案，包括優(yōu)化培養(yǎng)基等的生產(chǎn)方法，讓“迷你人造大腦”的神經(jīng)元有足夠的時間進行分化和發(fā)育，形成類似于發(fā)育中人腦的三維結(jié)構(gòu)。此外，該團隊通過比較早期發(fā)育過程中類器官的腦波模式和人腦的腦波模式，訓練了一種機器學習算法，能夠預(yù)測這些類器官在培養(yǎng)液中發(fā)育周期。通過該系統(tǒng)，研究人員監(jiān)測到“迷你人造大腦”從最初釋放稀疏的腦電波信號，到后期出現(xiàn)固定的信號，表明“迷你人造大腦”具有跟人腦類似的成長軌跡。不過，研究人員目前尚不能斷定這種豌豆般大小的“迷你人造大腦”是否因此產(chǎn)生了意識活動。
“迷你人造大腦”的發(fā)育在9-10個月之后就會自動停止，出現(xiàn)“死亡”狀態(tài)。目前，還不清楚導致這種現(xiàn)象發(fā)生的原因。未來，該團隊的目標是進一步改善這些“迷你人造大腦”，并利用它們來了解與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能障礙相關(guān)的疾病，比如一些大腦疾病。
