在墨爾本大學(xué)的神經(jīng)工程中心，發(fā)育神經(jīng)科學(xué)家Mirella Dottori副教授及她的團(tuán)隊(duì)，在實(shí)驗(yàn)室里培育出了類似微型人類大腦的細(xì)胞簇。Dottori副教授喜歡通過顯微鏡觀察這個(gè)“迷你人類大腦”內(nèi)部的微小系統(tǒng)，她將神經(jīng)元描述為神經(jīng)細(xì)胞的“美麗”網(wǎng)絡(luò)，它們彼此送達(dá)和傳遞信息。

“這些神經(jīng)元有長長的脈絡(luò)，互相交錯(cuò)在一起，”她說，“這就像一個(gè)不斷蔓延的葡萄藤?！?/p>

顯微鏡下的“迷你大腦”

1突破小白鼠試驗(yàn)的“迷你大腦”

墨爾本大學(xué)神經(jīng)工程中心致力于使用干細(xì)胞培育迷你版的人體器官，是全球項(xiàng)目的一個(gè)分支，也就是“類器官”項(xiàng)目（organois）。

墨爾本大學(xué)神經(jīng)工程中心發(fā)展神經(jīng)科學(xué)家Mirella Dottori副教授

這些類器官為研究人員研究疾病如何影響人類細(xì)胞提供了便利，尤其是對一直用老鼠大腦做試驗(yàn)的科學(xué)家來說是一個(gè)喜訊，因?yàn)槔鲜蟮募?xì)胞反應(yīng)可能與人類并不完全相同。

“我們總是假設(shè)或希望人類的大腦與實(shí)驗(yàn)用的小白鼠是相似的，因?yàn)橹挥羞@樣我們才能對其進(jìn)行研究，但現(xiàn)在有了人類干細(xì)胞的參與，我們才真正敢于問這個(gè)問題：人類的大腦究竟如何形成？” Mirella Dottori副教授說。

2“迷你大腦”解開疾病之謎

Dottori副教授培植了大腦不同區(qū)域的類器官，以使科學(xué)家們更好地了解大腦如何形成與發(fā)育，從而更好地理解為什么有些人容易患病而另一些人比較健康?？茖W(xué)家認(rèn)為，類器官的發(fā)展可以為一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病帶來突破性進(jìn)展，包括自閉癥、癲癇和精神分裂癥等。

科學(xué)家可以對這樣的迷你大腦進(jìn)行操作，添加刺激，觀察它們的反應(yīng)，再將大腦不同的化學(xué)反應(yīng)和腦電波反應(yīng)應(yīng)用于各種神經(jīng)疾病的治療。

Dottori副教授的團(tuán)隊(duì)正在使用干細(xì)胞來建立自閉癥的大腦模型，并將這些腦組織與沒有自閉癥的大腦相比較。“為了更好地了解這種疾病，我們可以看到大腦的哪些區(qū)域真正受到影響，有哪些神經(jīng)元發(fā)生了斷裂?！?Dottori副教授說。

她特別回憶到，在一次會(huì)議中，她見到了一個(gè)弗里德希氏共濟(jì)失調(diào)癥（Friereich’s ataxia）患者，這讓她開始熱衷于對這種罕見的遺傳疾病的研究。“我看到這個(gè)和我年齡相仿的女孩坐在輪椅上，這個(gè)美麗聰明的女孩最大的愿望就是像正常人一樣生活，這讓我想到了自己，如果是我得了這種病我該怎么辦?！?/p>

之前還沒有合適的動(dòng)物模型可以模擬這種疾病，因此很難找到治愈它的藥物。用弗里德希氏共濟(jì)失調(diào)癥患者的干細(xì)胞制作類器官，也許可以幫助科學(xué)家找到治愈的辦法。

3跨學(xué)科領(lǐng)域的研究

神經(jīng)工程中心匯集了神經(jīng)科醫(yī)生、遺傳學(xué)家、電波物理學(xué)家和工程師，共同來研究神經(jīng)元的電學(xué)和化學(xué)反應(yīng)。

Dottori副教授與工程學(xué)院的工程師合作構(gòu)建能傳導(dǎo)電力并提供3D結(jié)構(gòu)的小型支架，以使細(xì)胞附著在上面，而不只是被平鋪在培養(yǎng)皿里。

在實(shí)驗(yàn)室里培植和觀察處于各種發(fā)育階段的迷你大腦是她的全部工作。“這就像一個(gè)工廠，”她說，“你必須維持生產(chǎn)線的運(yùn)作，用新的細(xì)胞培植神經(jīng)元，同時(shí)也有成熟的神經(jīng)元，還有處于不同階段的各種迷你大腦，以保證實(shí)驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行?！?/p>

科學(xué)家們期待最終將能在實(shí)驗(yàn)室中培植出一個(gè)真正的人類大腦。

“科學(xué)的發(fā)展沒有界限，”Dottori副教授說，“年前，人們不會(huì)想到能像我們現(xiàn)在一樣提取人體的干細(xì)胞。我們要做的就是找到一個(gè)目標(biāo)，然后堅(jiān)持下去！”

由墨爾本大學(xué)發(fā)起的“墨大成就可能” 系列科技成果展，致力于為大家全方位展現(xiàn)科技的魅力，為科普文化的推廣不懈努力！

【微語】天下信，皆可為信則立，善為之留學(xué)有信，出國有為。