完美将人脑与鼠脑结合!科学家要干啥?网友提问:老鼠会说话了吗


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“ 将人脑与鼠脑结合” , 这听起来有些耸人听闻的实验 , 真的成功了 。 这一研究在近日被发表在《自然》上 。

在此项研究中 , 科学家们先将从成年人身上采集的成熟细胞进行诱导 , 使其恢复到干细胞的“空白”状态——在一定条件下 , 它可以分化成多种功能细胞 , 例如皮肤细胞、心肌细胞或脑细胞 。

之后 , 科学家们再培养这些细胞形成称为类器官的类脑组织块 。 这些大脑解剖关键区域的模型 , 例如起皱的外皮层 , 可用于近距离研究大脑的功能和发育 。

上图:人类的皮层类器官可以移植到大鼠脑内 , 并发育成熟发挥功 。
紧接着 , 研究者将培养出的人类大脑皮层移植到了幼年大鼠的皮层 , 这些幼鼠的免疫系统是具有缺陷的 , 因此移植的类脑器官不会遭到免疫排斥 。
没过多久 , 老鼠自己的内部机体就开始进入人体细胞 , 并为它们提供血液和营养 , 最终使得人类神经元从仅几毫米 , 长到占据大鼠半球的三分之一左右 。

上图:被移植的类脑器官 , 用荧光蛋白标记 , 移植到大鼠的大脑中 。
但人类大脑细胞的成熟速度总归还是比老鼠慢得多 , 所以研究人员总共等了6个多月 , 类脑器官才完全融入老鼠大脑 。 不过与留在培养皿中的神经元相比 , 这些移植的神经元大了六倍 , 而且更加复杂 。

上图:在实验室培养皿中生长的类脑器官人类神经元(左上) , 仅达到移植到老鼠大脑(右)的类脑器官的神经元的几分之一大小 。
根据观察 , 在这六个多月 , 类脑器官与大鼠的大脑一同发育、成熟 , 并逐渐发展出血管 , 为自己的发育获取营养 。

同时 , 类脑器官中还出现了一些原本不存在的细胞类型 , 像小胶质细胞这种特异的免疫细胞会逐渐浸润到类器官中 。 这些都表明 , 人类的类脑器官已经和大鼠的大脑形成功能连接 , 融为一体了 。
只是类脑器官并没有发育得与人类大脑皮层一模一样 , 也缺乏一些细胞类型 。 但接受移植的老鼠生存状态却和普通老鼠没有什么区别 , 生存超过1年的老鼠比例超过了70% 。

而科学家之所以进行此项研究 , 是因为在培养皿中培育出的类脑器官并不完美 , 神经组织总是难以完全正确地成熟分化 , 因此也会缺乏现实大脑中的一些连接 , 不方便进行深入研究 。
那么拥有了人脑细胞的老鼠有没有变得更聪明?
通过对的进一步研究老鼠 , 研究人员证明 , 通过特异性刺激老鼠大脑中的小类器官直接影响它们的行为 。 但也没有观察到植入人类脑细胞的老鼠 , 与未接受人脑移植物的老鼠之间的行为差异 。

大多数专家认为 , 这似乎是因为老鼠的寿命有限 , 并且其大脑的体积太小 , 需要数年才能成熟的人类脑组织只能发育这么多 。 因此最终老鼠能拥有的人脑回路数量不会太多 , 无法拥有自己的意识 。 而当测试完成之后 , 老鼠最终被实施了安乐死 。 但如果实验动物是灵长类呢?

显然灵长类的大脑足够大 , 可以容纳更多的人类脑组织 , 并且比老鼠活得更长 , 更方便脑细胞的发育 。 但这势必伴随着道德与伦理的争论 , 因此这条红线还是不要随意越过为好 。

【完美将人脑与鼠脑结合!科学家要干啥?网友提问:老鼠会说话了吗】总而言之 , 以老鼠的寿命和体型 , 无法拥有人类般的大脑 , 更不会拥有人类般的智慧 。 更不要说学会说话了!它们唯一的用途就是可被用于研究精神疾病、自闭症或帕金森氏症或阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病 , 甚至可用于确定新的治疗方法 , 或测试其有效性 。

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