4年前，奧地利科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了用干細(xì)胞培育人腦組織的方法，人腦類器官自此取得驚人進(jìn)展；現(xiàn)在，它們已經(jīng)能模擬真實(shí)大腦隨電刺激跳動，像成熟大腦一樣生成新的神經(jīng)元，發(fā)育成大腦內(nèi)負(fù)責(zé)思考、語言、判斷和其他認(rèn)知功能的6層皮質(zhì)區(qū)。這些類腦器官不到一粒黃豆大小，只在實(shí)驗(yàn)室器皿中進(jìn)行研究。

但據(jù)《科學(xué)美國人》雜志網(wǎng)站報道，美國兩組科學(xué)家團(tuán)隊在近日舉行的美國神經(jīng)科學(xué)協(xié)會年會上稱，他們將人腦類器官植入實(shí)驗(yàn)鼠大腦內(nèi)。其中索克生物研究所著名神經(jīng)生物學(xué)專家弗萊德·蓋杰的團(tuán)隊證明，人腦類器官在植入后與老鼠的血液循環(huán)系統(tǒng)建立了連接，其內(nèi)的神經(jīng)元還能將傳遞神經(jīng)信號的軸突輸入老鼠的多個腦區(qū)。

賓夕法尼亞大學(xué)的艾薩克·陳領(lǐng)導(dǎo)的神經(jīng)外科團(tuán)隊則發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用光照射實(shí)驗(yàn)鼠的眼睛時，植入的人腦類器官中的神經(jīng)元閃出信號，表明人鼠腦組織在功能上實(shí)現(xiàn)了一體化。

蓬勃發(fā)展的類腦器官研究，在為人腦發(fā)育和神經(jīng)性疾病的認(rèn)知帶來革命性變化的同時，再次面臨著是否會讓實(shí)驗(yàn)動物擁有人類情感和意識等倫理爭議。

人腦類器官在老鼠體內(nèi)功能化

上述實(shí)驗(yàn)論文都還沒有正式發(fā)表。蓋杰團(tuán)隊已將論文提交給某著名科學(xué)雜志，因此只向大會提交了摘要。從摘要內(nèi)容看，人腦類器官被植入實(shí)驗(yàn)鼠后，成功與老鼠的血液循環(huán)系統(tǒng)連接，且一些成熟神經(jīng)細(xì)胞將神經(jīng)軸突延伸到老鼠的多個腦區(qū)，在類腦器官與鼠腦間傳遞起神經(jīng)信號。但類腦器官的大小以及老鼠行為能力是否發(fā)生改變等論文內(nèi)容，蓋杰沒有過多透露。

艾薩克·陳向大會展示了其團(tuán)隊關(guān)于人腦類器官研究的21篇論文。他們將人腦類器官植入11只成年鼠腦內(nèi)的次級視覺皮層區(qū)，這部分視覺區(qū)負(fù)責(zé)處理所看物體的顏色和方向等視覺信號。論文稱，這些直徑2毫米的人腦類器官都至少存活了2個月之久，一些人腦軸突衍生進(jìn)鼠腦內(nèi)，其中還有軸突在鼠腦內(nèi)再生了1.5毫米，進(jìn)入連接左右腦半球的胼胝體中。他們用光照射老鼠眼睛時發(fā)現(xiàn)，人腦類器官內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞受到刺激，發(fā)出閃光信號，證明人腦組織在老鼠體內(nèi)完全功能化。

為腦科學(xué)帶來革命性影響

除了這兩大實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊首次公布植入動物體內(nèi)的研究成果，在這次神經(jīng)科學(xué)年會上，科學(xué)家們還透露了人腦類器官在實(shí)驗(yàn)室研究中的重大進(jìn)展。比如，有科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)器皿中，將人腦類器官與視網(wǎng)膜細(xì)胞連接，讓它們擁有了感光能力，從而產(chǎn)生了視覺；還有科學(xué)家將模擬人體前腦的上下兩部分器官合并在一起，在兩部分器官間建立起神經(jīng)連接，從而研制出3D類腦器官，向模擬不同腦區(qū)間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)邁出了一大步。

有了這些實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)家們可將2個、3個甚至1000個類器官連在一起，獲得越來越大的類腦結(jié)構(gòu)，模擬成熟人腦以及找出孤獨(dú)癥、癲癇病以及精神分裂癥等神經(jīng)性疾病的病因。

艾薩克·陳研究類腦器官的最大目的是修復(fù)大腦損傷。他們認(rèn)為人腦是非常嚴(yán)格有序的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有類腦組織植入大腦后功能會自我完善，與受損部位建立連接并對其進(jìn)行有效修復(fù)。類腦器官的研究，將為神秘莫測的大腦科學(xué)帶來革命化影響。

快速發(fā)展需倫理管理跟上

但隨著類腦科學(xué)進(jìn)入動物實(shí)驗(yàn)的新階段，科學(xué)家們開始呼吁，相關(guān)倫理學(xué)必須跟上其快速發(fā)展的步伐。

目前在美國，國立衛(wèi)生研究院只出臺了禁止將人體干細(xì)胞加入脊椎動物早期胚胎研究的法規(guī)，還沒有關(guān)于人體類器官植入的管理規(guī)定。人們對類器官研究進(jìn)展到何種程度認(rèn)知不足，也沒有呼吁成立專門委員會研究相關(guān)政策。

斯坦福大學(xué)法律學(xué)者和生物倫理學(xué)家漢克·格瑞立表示，雖然現(xiàn)在的類腦器官還沒形成思維，植入鼠腦的數(shù)量很小，不可能讓老鼠產(chǎn)生意識或高級智能，但這些后果需要提前防備，一旦動物實(shí)驗(yàn)讓老鼠擁有了自尊感等人性化特征，它們的物種身份將變得難以定義。

盡管存在各種倫理擔(dān)心，從事類腦器官研究的科學(xué)家們表示，讓類腦器官擁有人類認(rèn)知和感情能力，還是非常遙遠(yuǎn)的假想。而他們的共同目的，是將來通過注射神經(jīng)元或植入類腦組織，讓中風(fēng)、孤獨(dú)癥、帕金森癥等神經(jīng)性疾病患者徹底擺脫病痛，過上更健康的生活。

（原標(biāo)題為《人腦類器官：器皿中的“黃豆”開始“發(fā)芽”

——美國兩科學(xué)團(tuán)隊完成其植入鼠腦動物實(shí)驗(yàn)》）