科学家在实验室培育迷你大脑 研究人类大脑神秘结构

研究人员在实验室培育了人类、猿和猴子的脑组织，以了解人脑的差异。在某些方面，人类的大脑是独一无二的，因为人类的智力更高，而且它是地球上唯一能够从事复杂行为并具有更高思维能力的动物。例如，它可以将宇宙飞船送入太空，并在社交网络平台上发布表情包。

然而，一些问题仍然困扰着科学家。为什么人类和他们的近亲之间有差异？为什么很难获得大脑组织来研究这些差异？目前，一组科学家正在探索这个主题:借助基因测序和大脑样器官，在实验室培养皿中从干细胞培养出微器官。

通过研究人类和相近物种的大脑发育，我们可以了解导致人类细胞和组织分化的机制和根本原因。目前，我们有先进的技术可以实现脑组织的实验室培养。这些技术包括:诱导多能干细胞、CRISPR基因编辑技术、器官样和单细胞基因组学。

格雷·坎普(J)，该研究的作者之一，瑞士分子和临床眼科研究所项目负责人。格雷·坎普)说:“通过研究人类和相关物种的大脑发育，我们可以了解导致人类细胞和组织分化的机制和根本原因。目前，我们有先进的技术可以实现脑组织的实验室培养。这些技术包括:诱导多能干细胞、CRISPR基因编辑技术、器官样和单细胞基因组学。

干细胞是可以转化为更特定类型细胞的基本细胞，而诱导多能干细胞是由科学家从其他细胞培养的干细胞。目前，马普进化人类学研究所的萨比娜·坎顿、迈克尔·詹姆斯·博伊尔和何·宋智带领同事们进行了一项实验。他们从动物园动物和人类血液样本中提取白细胞以产生诱导性多能干细胞，然后用不同的成分诱导这些细胞进入大脑发育的早期阶段，类似于胚胎发育阶段，直到它们开始经历特殊的变化并成为三维脑组织块。

研究人员用了四个月的时间来观察人类、恒河猴和黑猩猩大脑器官的生长和细胞发育。他们取样并分析了单个细胞中的核糖核酸——本质上，核糖核酸是细胞中用来制造蛋白质的脱氧核糖核酸的一部分，并观察了细胞之间的差异。

利用这些数据，他们创建了人类基因和遗传机制的独特“图谱”，这些基因和机制在发育过程中改变了细胞的外观。他们还将这些大脑器官与从死人、黑猩猩、倭黑猩猩和恒河猴体内提取的组织进行比较，以记录哪些特定变化发生在成人和青少年大脑中，哪些特定变化只发生在成人大脑中。

坎顿解释说，这项研究没有深入探讨基因如何影响人类大脑类似器官的较大结构中的特殊差异。然而，他们观察到人类大脑样器官似乎同时不如黑猩猩和恒河猴，这可能是以前研究中人类大脑发育缓慢的相关证据。最新的研究报告发表在最近出版的《自然》杂志上。

加州大学旧金山分校的副教授亚历克斯·花粉没有参与最新的研究，他在接受记者采访时说，这项研究是大脑器官研究领域的一个重要环节，因为它显示了猴子、猿和人类大脑发育的差异。

令他高兴的是，研究人员发现了不同物种之间的大脑差异。这些差异延伸到真实的大脑组织。然而，在这个实验模型能够真正模拟成熟的脑细胞之前，“真正的工作”需要完成。

美国约翰·霍普金斯大学神经科学助理教授古尔·多伦是另一位没有参与这项研究的科学家。她警告说，大脑发育有一定的复杂性，类似器官的发育过程很难记录。只有在人出生后，大脑才会迅速发育。此外，这项最新研究不仅涉及遗传问题，还证明了类大脑器官和脑细胞之间的联系具有很大的相关性。

多伦指出，我之前问过坎顿，他是否考虑过迷你大脑工作的事实，以及大脑是否适合实验。一些大脑器官缺乏真实大脑所拥有的许多机制，并且只有最少的脑电活动。

参与这项最新研究报告的工作人员希望他们能为其他研究人员创造一个资源渠道，来深入分析人类进化和发展的奥秘。也许科学家可以用类似的方法来理解其他的差异，比如人类的呼吸系统和消化系统。