美國科學家的一項新研究表明，移植到大鼠體內的微型人腦結構可以發送信號，并對大鼠胡須感受到的環境線索作出反應。該研究證明從人類干細胞中生長的神經元可以與活體嚙齒動物的神經細胞結合，或可為人類大腦疾病的治療提供新方法。相關研究結果于近期發表于《自然》期刊。

科學家希望使用腦器官（人類干細胞中生長出的微小類腦結構）研究人類的神經退行性和神經精神疾病。但類器官目前模仿人類大腦的程度有限。它們沒有血管，因此不能吸收營養，這意味著其不能長時間茁壯成長，而且得不到充分生長所需的刺激。

據麥姆斯咨詢報道，為了給類腦器官提供這種刺激和支持，斯坦福大學神經科學家Sergiu Pasca團隊從人類干細胞中培養出這種結構，然后將它們注射到新生幼鼠的大腦中，期望人類細胞能和大鼠細胞一起生長。研究小組將這些類器官放置在一個名為體感大腦皮層的區域，該區域從大鼠的胡須和其他感覺器官接收信號，然后將它們傳遞到大腦的其他區域加以分析。

將人類腦器官移植到發育過程中的大鼠皮層

人類大腦細胞成熟比大鼠慢得多，所以研究人員等了6個多月，類器官才完全融入大鼠大腦。Pasca介紹，當他們在實驗結束后檢查這些大鼠大腦時，發現這種整合非常成功，幾乎就像在電路中增加了“另一個晶體管”。

哈佛大學分子生物學家Paola Arlotta對研究結果感到興奮。盡管她認為移植過程可能過于昂貴和復雜，無法成為標準的研究工具，但這是研究復雜大腦的重要一步。Arlotta表示，下一步將研究人類神經元如何整合到大鼠大腦中，而不僅僅是發育完全的類器官。

研究人員在實驗中發現，類腦器官中的神經元受到嵌入在大鼠大腦中的光纖電纜發出的光刺激時會放電。研究人員訓練大鼠在開燈的情況下舔水管取水。之后，當研究人員把光照射在大鼠大腦上時，它們會被誘導去舔壺嘴，這意味著人類細胞已經融合得足夠好，可以幫助驅動動物行為。此外，當研究人員調整大鼠的胡須時，他們發現感覺皮層中的人類細胞會作出反應，表明這些細胞能夠接收到感覺信息。

移植的人類腦器官在大鼠神經元上建立功能性連接并調節行為

為證明相關發現在大腦障礙方面的研究前景，研究人員還從3名蒂莫西綜合征患者的干細胞中創造出類腦器官（蒂莫西綜合征會導致與自閉癥類似的癥狀）。這些微小結構看起來和在培養皿中生長的其他類腦器官一樣，但當研究人員將其移植到大鼠體內時，它們并沒有長得像其他器官那樣大，其神經元也沒有以同樣的方式放電。

器官移植面臨諸多挑戰，包括道德方面的。人們擔心，器官移植可能會傷害動物，或創造出具有類似人類大腦的動物。

去年，由美國國家科學院、工程院和醫學院組織的研究小組發布了一份報告，結論是，實驗研究的類腦器官仍然太原始，無法獲得意識，無法獲得類似人類的智能或其他可能需要法律監管的能力。Pasca說，其團隊進行的器官移植并沒有引起大鼠癲癇或記憶缺陷等問題，似乎也沒有顯著改變動物行為。

但是作為美國國家科學院委員會成員的Arlotta認為，隨著科學的進步，可能會出現相關問題，“我們不能只討論一次就不管它了”。

她補充說，需要權衡對人類類器官的擔憂和神經、精神疾病患者的需求。類腦器官和器官移植可以揭示這些疾病的潛在機制，并允許研究人員測試精神分裂癥和雙相情感障礙等疾病的治療方法。