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科学家刚刚发现实验室培养的迷你大脑有一个很大的局限性——它们有一种扭曲的“时间感”
微型大脑模型似乎并不遵循与真实大脑相同的发育时间表,这对研究很重要。
来源:LiveScience大脑的发育是分阶段的,重要的是某些细胞先于其他细胞形成,以便稍后出现精确的神经连接。但一项新的研究发现,被称为类器官的大脑微型模型可能不具有同样的时间感。
这些大脑类器官是实验室培养的神经元簇,模仿全尺寸大脑的结构和功能。一些科学家利用这些“迷你大脑”来研究胎儿发育过程中可能出现的大脑疾病。
研究合著者、奥地利科学技术研究所的神经科学家西蒙·希彭迈尔 (Simon Hippenmeyer) 表示,如果大脑发育中涉及的精确定时过程出现问题,可能会导致大头畸形和小头畸形等大脑异常变大或变小的病症。
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由于不可能直接研究人类胎儿的这些状况,因此像 Hippenmeyer 这样的科学家转向了大脑类器官。但8月12日发表在《自然》杂志上的这项新研究表明,类器官可能缺少一些有助于它们类似于真实大脑的关键成分。
时间问题
在早期的小鼠实验中,Hippenmeyer 的团队追踪了早期胚胎发育过程中产生神经元的干细胞,称为放射状胶质祖细胞 (RGP)。他们通过给怀孕小鼠注射一种药物来激活单个干细胞上的荧光标记。然后,他们追踪这些干细胞出生后的谱系,看看它们产生了多少细胞,以及随着发育的进展,这个数量如何变化。
在这项新研究中,他们使用该数据作为参考,与小鼠胚胎干细胞生长的大脑类器官进行比较。他们的目的是看看类器官的发育顺序是否与真实大脑中的相似。
研究人员追踪了小鼠胚胎大脑中神经元的发育情况,然后将这些发现与他们在大脑类器官中观察到的结果进行了比较。
(图片来源:JUAN GAERTNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)
