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实验室“迷你大脑”中发现类似人类的脑电波_上海随缘食品经营许可证办理平台

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实验室“迷你大脑”中发现类似人类的脑电波_上海随缘食品经营许可证办理平台

发布时间:2019-10-12 热度:

科技讯 北京时间10月11日消息,科学家以非侵入性的方式研究人类大脑的方法之一。就是在实验室里培育“迷你大脑”!这些微型大脑其实是大脑细胞的集群  ,其体积约为豌豆大小 。一个研究团队报告称!他们从这些脑类器官(brain organoid)中观察到了类似人类的脑电波,这是一个相当令人惊奇的进展  。

此前对微型大脑的研究已经展示了运动和神经束的发育过程   ,但这项新研究则是首次记录了似人类的神经活动。领导该研究的是加州大学圣迭戈分校的生物学家艾里森·穆特里(Alysson Muotri) !在近日发表在《细胞·干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上的论文中,研究人员写道。他们观察到的脑电波模式类似于发育中的人类婴儿大脑  !微型大脑是一个先进的体外模型,在这一发现的基础上。科学家可以利用微型大脑来研究大脑发育、对疾病建模 !以及了解大脑的演化,

“我们擅长研究癌症,也擅长研究心脏。“但大脑的研究已经落后了 !

这些微型大脑被称为类器官(organoid),为了培育它们  。研究人员将多功能人类干细胞引入一个富含营养的培养皿中 !这个培养皿旨在模拟我们大脑发育的环境,由于干细胞的多能性(即它们有可能发育成不同类型的细胞)   。它们可以形成一种三维结构!看上去类似于正在发育的人脑,尽管体积要小得多。在大约两个月的培育过程中!研究小组开始注意到微型大脑的神经网络中出现了神经活动的波峰,这是以往没有观察到的。

研究人员之一、博士生理查德·高(Richard Gao)表示,在开始观察这些间歇性的电活动时  。他们的初衷并不是寻找微型大脑和人类婴儿大脑之间的相似性!

“我们发现这些类器官(电活动)振荡的一个显著特征是   ,它们是爆发式的:这个网络在大部分时间是不活跃的 。大约每隔10到20秒!就会自发地发生一轮活动,”理查德·高说 。“这让人想起早产儿的一个特征!即脑电活动不连续,在这种情况下。婴儿的脑电图(EEG)在大部分时间都非常不活跃!不时出现强烈的振荡瞬变……我们当时非常幸运  ,找到了一个数据集。里面报告了早产儿脑电图的这些特征   !”

,

研究团队训练了一种机器学习算法  ,来识别早产儿脑电图的突出特征。并用其评估人类大脑与脑类器官的相似性!该算法能够预测在培养过程中类器官发育了多少周 ,而在发育到25至40周之间时。该算法就不能再区分脑类器官和婴儿的脑电图!

穆特里澄清道 ,这两者之间的比较并不一定是一对一的 。早产儿的脑电图具有某些特征和局限性!包括发育中的人类颅骨厚度对读数的影响,因此与实验室培养的脑类器官有所不同。出于研究的目的!他们排除了这些不可比较的变量,

为了真正巩固这些结果,研究人员表示。婴儿脑电图和类器官之间的差异需要得到调和  !实验室“迷你大脑”中发现类似人类的脑电波_上海随缘食品经营许可证办理平台  ,

加州大学旧金山分校的神经学家阿诺德说:“我认为 ,这种类器官活动与早产儿脑电图有多么相似是不大可能的。”他说:“类器官中自发活动的发育相当有趣!研究人员已经令人信服地表明 ,这依赖于神经元的活动   。类器官与实际发育的大脑皮层非常不同  !以至于即使现象学上是相似的   ,我们仍然需要更好的证据来证明潜在的机制是相同的……这就像对苹果和桔子进行比较:虽然它们都是水果。但其实是不一样的!

克里斯坦仍表示这项研究是回答这些问题的重要一步,

。

该实验和其他类似实验提出的另一个问题是 ,微型大脑是否可以被认为具有意识   。以及未来可能会出现什么样的伦理困境 !克里格斯坦认为,这些脑类器官还没有发育到可以被认为具有意识的程度 。

对此穆特里的看法是,他还不能做出肯定的回答。“我最初的回答是!‘我不这么认为’,无论如何我们都没有证据  。“我们还没有测试的方法!

为了解决这个问题,穆特里计划于今年10月在加州大学圣迭戈分校与一些科学家、哲学家和伦理学家举行会议  。讨论此类技术在未来的伦理前景!

“我总是倾向于说,就像其他任何技术。比如接受输血或器官移植 !甚至是普通汽车,“这些技术的应用都有好的方面  。也有坏的方面!但作为人类社会而言   ,我们要同时看到这两方面……我认为脑类器官也会朝着同样的方向发展 。


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