美国科学家制造三维模型 可模拟受创大脑功能

神经元可以通过圆圈中间的物质相互交换信号。

据美国媒体18日报道，美国生物工程师首次在实验室开发出一种类似于原始大脑的模型，在该模型中，大鼠神经元可以对外部损伤做出化学反应。如果这个模型可以用人类神经元重建，它就可以用于脑外伤的研究。

圆圈的环形部分由丝绸材料制成，圆圈内部填充有胶原凝胶。生物工程师用大鼠神经元制造了相当于培养皿中原始灰质和白质的材料。

这些神经元可以通过圆圈中间的物质相互交换信号。当科学家在圆圈上投掷重物来模拟外伤时，三维大脑模型中的神经元会释放化学信号和电信号，类似于受伤动物大脑释放的信号。

专家表示，这是科学家第一次能够在实验室如此逼真地模拟大脑功能。如果研究人员能用人类神经元重建模型，并将其提升到足以反映其他神经系统功能的水平，则该模型可用于研究疾病、损伤和治疗如何影响大脑，从而避免人类临床试验的高成本和伦理问题。

“从它与大脑的机械相似性来看，这是一个相当好的模仿，”詹姆斯·J·希克曼说。他是中佛罗里达大学的纳米科技教授，没有参与这项研究。“它们可以复制最高水平的神经元功能。这是我见过的最好的模型。”

对人脑发育的研究主要依赖于动物实验或人类死后获得的脑切片。两者都有用，但都有局限性。以前的大脑模型大多是二维的或由三维凝胶制成的。过去的系统没有复制大脑的灰质或白质，也没有复制神经元如何传导信号。

首席研究员卡普兰说，他的研究小组正试图利用干细胞衍生的人类神经元，让大脑样组织存活六个月。他计划增加一个脑血管系统的模型，这样研究人员就可以观察药物通过血脑屏障时会发生什么。

他的最终目标是使生物工程模型能够用于“所有的研究，从药物到疾病，到手术效果，到植入电极，”他说。“我的意思是，有这么多的研究要做。”