完美将人脑与鼠脑结合!科学家要干啥?网友提问老鼠会说话了吗
" 将人脑与鼠脑结合",这听起来有些耸人听闻的实验,真的成功了。这一研究在近日被发表在《自然》上。
在此项研究中,科学家们先将从成年人身上采集的成熟细胞进行诱导,使其恢复到干细胞的"空白"状态——在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞,例如皮肤细胞、心肌细胞或脑细胞。
之后,科学家们再培养这些细胞形成称为类器官的类脑组织块。这些大脑解剖关键区域的模型,例如起皱的外皮层,可用于近距离研究大脑的功能和发育。
上图:人类的皮层类器官可以移植到大鼠脑内,并发育成熟发挥功。
紧接着,研究者将培养出的人类大脑皮层移植到了幼年大鼠的皮层,这些幼鼠的免疫系统是具有缺陷的,因此移植的类脑器官不会遭到免疫排斥。
没过多久,老鼠自己的内部机体就开始进入人体细胞,并为它们提供血液和营养,最终使得人类神经元从仅几毫米,长到占据大鼠半球的三分之一左右。
上图:被移植的类脑器官,用荧光蛋白标记,移植到大鼠的大脑中。
但人类大脑细胞的成熟速度总归还是比老鼠慢得多,所以研究人员总共等了6个多月,类脑器官才完全融入老鼠大脑。不过与留在培养皿中的神经元相比,这些移植的神经元大了六倍,而且更加复杂。
上图:在实验室培养皿中生长的类脑器官人类神经元(左上),仅达到移植到老鼠大脑(右)的类脑器官的神经元的几分之一大小。
根据观察,在这六个多月,类脑器官与大鼠的大脑一同发育、成熟,并逐渐发展出血管,为自己的发育获取营养。
同时,类脑器官中还出现了一些原本不存在的细胞类型,像小胶质细胞这种特异的免疫细胞会逐渐浸润到类器官中。这些都表明,人类的类脑器官已经和大鼠的大脑形成功能连接,融为一体了。
只是类脑器官并没有发育得与人类大脑皮层一模一样,也缺乏一些细胞类型。但接受移植的老鼠生存状态却和普通老鼠没有什么区别,生存超过1年的老鼠比例超过了70%。
而科学家之所以进行此项研究,是因为在培养皿中培育出的类脑器官并不完美,神经组织总是难以完全正确地成熟分化,因此也会缺乏现实大脑中的一些连接,不方便进行深入研究。
那么拥有了人脑细胞的老鼠有没有变得更聪明?
通过对的进一步研究老鼠,研究人员证明,通过特异性刺激老鼠大脑中的小类器官直接影响它们的行为。但也没有观察到植入人类脑细胞的老鼠,与未接受人脑移植物的老鼠之间的行为差异。
大多数专家认为,这似乎是因为老鼠的寿命有限,并且其大脑的体积太小,需要数年才能成熟的人类脑组织只能发育这么多。因此最终老鼠能拥有的人脑回路数量不会太多,无法拥有自己的意识。而当测试完成之后,老鼠最终被实施了安乐死。但如果实验动物是灵长类呢?
显然灵长类的大脑足够大,可以容纳更多的人类脑组织,并且比老鼠活得更长,更方便脑细胞的发育。但这势必伴随着道德与伦理的争论,因此这条红线还是不要随意越过为好。
总而言之,以老鼠的寿命和体型,无法拥有人类般的大脑,更不会拥有人类般的智慧。更不要说学会说话了!它们唯一的用途就是可被用于研究精神疾病、自闭症或帕金森氏症或阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病,甚至可用于确定新的治疗方法,或测试其有效性。