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人工迷你腦可模擬神經發育疾病(圖)

發表：2013-09-02 01:29

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迷你腦

神經

疾病

圖說：「迷你人造腦」只有一顆豌豆大小，未來卻可能成為許多神經疾病研究的突破關鍵。

【看中國2013年09月02日訊】「太驚人了！」「成就非凡！」研究人員利用幹細胞，成功研發出人造大腦，未來將用於神經發育疾病的研究。實驗室培育中的人造大腦，大小近似豌豆，發育程度約等於9週胎兒的大腦，但不具有思考能力，也無法繼續生長及發育。

澳洲科學院分子生物科技研究所團隊發表於《自然》期刊的研究指出，研究人員利用幹細胞或表皮細胞，成功培育出神經外胚層；神經外胚層是胚胎階段的細胞組織，最後會發育成大腦與脊髓。人造腦造型迷你，長到4公厘之後停止生長，沒有展現思考能力。

迷你腦「五臟俱全」

研究人員在一塊水滴大小的膠狀物當中，培養神經外胚層，這些原始的細胞會自己長成大腦的某些部位，包括大腦皮質、視網膜，甚至還有很早期的海馬回；海馬回在發育成熟的大腦中，被認為是處理記憶的區域。迷你腦在2個月之內長到4公厘，之後就不再生長；經過比對，認為近似9週大胚胎的腦部結構。

迷你腦雖然不再發育，卻能「存活」將近1年，由於沒有血管系統，所以養分及氧氣的供給，只限於組織表面，沒辦法像真實的人腦，可以深入腦組織內部。研究者推測，這些限制或許是人造腦發育程度有限，且不具思考功能的原因之一。

參與實驗的諾裡區博士，把這顆迷你腦稱作是一種「類器官」；諾裡區說，「我們目前的計畫，並不是要製造一顆1比1的真人腦出來。」研究團隊主要是希望建立一個發育中的腦部模型，應用於研究某些腦部發育相關的先天性缺陷。

應用於神經發育疾病

例如神經分裂症的患者，雖然多在青壯年時期出現病徵，但一般認為，精神分裂是更早期腦部發育過程出問題的結果。諾裡區說，「我們未來計畫以人造腦為模型，應用在精神分裂或自閉症的研究。」

研究人員目前運用迷你腦來研究「畸形小頭症」，也就是因腦部發育不完全，所以腦比常人小的異常狀態。人造腦模擬病人胚胎時期，腦部發育的過程，結果顯示，小頭症病人的細胞「太急於分化」，一般細胞會先分裂到某個足夠的數量之後，才開始分化，最後形成組織或器官；但患者細胞在數量不足的時候，就開始進行腦組織細胞的分化。

目前不具思考能力

倫敦帝國理工學院教授保羅馬修接受《BBC》採訪時指出，雖然諾裡區團隊的人造腦實在很小，但是結構及某些生理現象，真的很像人腦。「這實在太教人興奮了！」但馬修也表示，人類大腦的運作是各腦區緊密連結的結果，人造腦目前呈現幾個初期的腦區，看不出彼此之間有功能上的關聯。

儘管學術界普遍認為，在這個發育階段的腦組織進行實驗，不至於帶來道德上的問題，但諾裡區本人，傾向不再進一步培養發育程度更高的人造腦，「畢竟想起來會覺得有些不舒服。」該團隊研究的方向，仍將著重在發育過程對疾病的影響。

代替動物實驗

英國普利茅斯大學認知研究所博士馬丁寇斯指出，疾病相關研究勢必要進行藥物實驗，影響情緒、知覺、動作及疼痛的藥物實驗都相當熱門，但由於人造腦還未發展出聯合運作的能力，現行的藥物實驗，「可能對人造腦根本不痛不痒。」，因此還無法應用在臨床疾病的研究。

人造腦其他的應用，將可能讓動物保育團體拍手叫好。目前許多神經科學實驗，都必須犧牲各種品系的大小鼠，未來如果實驗所需的範圍侷限在腦部，就可以採用人造腦的技術，除了減少生命的浪費，也可以降低實驗的難度。

来源:臺灣醒報

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