一種培養(yǎng)人腦細(xì)胞的新方法可能揭開癡呆癥、精神病和其他神經(jīng)障礙的神秘面紗，也可能揭開最大的奧秘：我們的大腦內(nèi)部發(fā)生了什么，使得我們與其他動(dòng)物不同，以及找到我們之所以成為人類的真相。
麥德林·蘭卡斯特找到了一種方法，可使神經(jīng)細(xì)胞在培養(yǎng)皿中發(fā)育，直至這些細(xì)胞發(fā)展出活人腦特征
當(dāng)麥德林·蘭卡斯特將一個(gè)透明塑料培養(yǎng)皿舉至燈光下，大約有十二個(gè)小異形珍珠大小的組織塊進(jìn)入培養(yǎng)皿的桃色液體中。這些組織塊就是大腦類器官，在發(fā)育的頭三個(gè)月里，這些類器官就擁有人類大腦的某些特征——包括皮層中的腦葉。
雖然人類組織束有時(shí)被稱為“培養(yǎng)皿中培育的大腦”，但它們不全是“培養(yǎng)皿中培育的大腦”。但它們確實(shí)能夠使我們了解神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育及活動(dòng)方式，而且它們能夠改變我們對(duì)所有事情（從基礎(chǔ)的大腦活動(dòng)到精神分裂癥與孤獨(dú)癥病因）的理解。
在蘭卡斯特的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)大腦類器官之前，先從成年人身上取下單個(gè)皮膚細(xì)胞，然后開始培養(yǎng)。在正確的生物化學(xué)刺激之下，皮膚細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為一個(gè)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（這種細(xì)胞可發(fā)育成為幾種類型的細(xì)胞），然后變成神經(jīng)細(xì)胞。這就使得我們能夠做一些以前不能夠做的事。
現(xiàn)在，科學(xué)家可直接觀看活人腦細(xì)胞發(fā)育及活動(dòng)的方式，及這些細(xì)胞是如何受各種藥物混合物或基因改造的影響。而且因?yàn)檫@些微型腦可由一種特定的人類細(xì)胞發(fā)育成，所有類器官可作為各種疾病的非常精確的模型。
比如，直接來源于阿茲海默癥患者的神經(jīng)細(xì)胞有何問題？對(duì)找到這些問題的答案的期望，指引著醫(yī)藥公司和學(xué)術(shù)研究人員去尋求與蘭卡斯特和尤爾根·克諾布利希的合作，蘭卡斯特作為一名博士后，在她們位于奧地利維也納的分子生物技術(shù)研究所（IMBA）的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培育了類器官。
這些合作中的第一個(gè)是與愛丁堡大學(xué)的安德魯·杰克遜合作的一項(xiàng)頭小畸型調(diào)查，頭小畸型是一種大腦偏小疾病。他們的團(tuán)隊(duì)利用來自頭小畸型患者身上的細(xì)胞，培養(yǎng)具有頭小畸型患者的大腦特征的類器官。
然后，研究人員不僅替換了一種與這種疾病有關(guān)的缺陷蛋白，且能夠培養(yǎng)出似乎局部痊愈的類器官。
蘭卡斯特舉起培養(yǎng)皿中的類器官
蘭卡斯特實(shí)驗(yàn)室的研究生瑪格達(dá)萊娜·雷納，在顯微鏡下檢查類細(xì)胞
各種各樣的類器官在保溫箱的振動(dòng)器上維持生命
被切成極薄切片的類器官已經(jīng)被放置在載玻片上以便檢測(cè)
類器官著色切片的特寫鏡頭
這僅僅是開始，蘭卡斯特說道。像麻省理工學(xué)院的魯?shù)婪颉ひ崾┖图s翰霍普金斯大學(xué)的明國(guó)麗這樣研究人員，正開始利用大腦類器官研究孤獨(dú)癥、精神分裂癥和癲癇。
大腦類器官特別有用的之處是，它們的生長(zhǎng)發(fā)映著人腦發(fā)育的方向，比如細(xì)胞分裂，呈現(xiàn)出（比如）小腦的特征，以層的形式聚簇在一起，并開始看起來像大腦的獨(dú)立式三維結(jié)構(gòu)。
如果過程中某些地方出了差錯(cuò)——類器官發(fā)育時(shí)，可以觀察到這些差錯(cuò)——科學(xué)家可尋找可能的原因、機(jī)制及甚至是藥物治療法。
生成這些類器官的技術(shù)突破在一個(gè)編外項(xiàng)目中發(fā)生的。先前，其他研究人員已經(jīng)在培養(yǎng)皿中培育了神經(jīng)細(xì)胞，像他們一樣，蘭卡斯特從使用一個(gè)淺平培養(yǎng)皿“玩弄”神經(jīng)干細(xì)胞開始的——神經(jīng)干細(xì)胞可形成神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)細(xì)胞及其他細(xì)胞。
有時(shí)，她說，“我會(huì)取來一些不會(huì)真正形成二維團(tuán)的神經(jīng)干細(xì)胞，這些細(xì)胞可能從培養(yǎng)皿中滑落，并形成三維細(xì)胞團(tuán)——而不是忽略這些細(xì)胞或把這些細(xì)胞扔掉，我認(rèn)為，‘這些細(xì)胞很好——如果他們繼續(xù)生長(zhǎng)，讓我看看會(huì)發(fā)生什么。’”
但是有一個(gè)主要挑戰(zhàn)：在不利用靜脈的情況下，怎么喂養(yǎng)類器官中間的組織。
蘭卡斯特的方法是，將每個(gè)類器官封裝在一個(gè)培養(yǎng)細(xì)胞已知的基質(zhì)內(nèi)，把12個(gè)這樣的小團(tuán)放置在一個(gè)有營(yíng)養(yǎng)的容器內(nèi)，并搖晃或旋轉(zhuǎn)這個(gè)容器使得類器官周圍充滿細(xì)胞食物。
自從發(fā)布了她的方法后，在稍后的發(fā)展階段，蘭卡斯特已經(jīng)利用神經(jīng)細(xì)胞將腦組織推向一個(gè)更復(fù)雜的水平。每前進(jìn)一步，可能的用途就會(huì)增加。
最吸引人蘭卡斯特的是這一前景——大腦類器官可能揭開最大的奧秘：我們的大腦內(nèi)部發(fā)生了什么，使得我們與其他動(dòng)物不同？“我最感興趣的是，”她說道，“找到我們之所以成為人類的真相。”
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