人造“盘子里的大脑”可能有助于解码神经疾病

科学家们成功开发了一种具有工作神经回路的碟中脑，使他们能够研究怀孕后期人脑的发育，并确定一些遗传疾病背后的原因。研究人员观察了从人脑特定区域产生的干细胞衍生的神经细胞迁移到另一个大脑区域。

这个过程重述了在发育中的胎儿中发生的事情，但以前从未被实时观察过。他们看到迁移的神经细胞或神经元与目标区域的其他神经元相连，形成大脑皮层特有的功能回路。

这些观察展示了神经科学家新发现的监测、组装和操纵由人类诱导多能干细胞产生的所谓神经球体的能力，以研究怀孕后期人类前脑的正常发育。

美国史丹福大学的助理教授Sergiu pasca说：“我们以前从来没有能够在盘子里重述这些人脑发育事件。”

“这个过程发生在怀孕的后半段，所以直播很有挑战性。我们的方法让我们看到整部电影，而不仅仅是快照，“帕斯卡说。

这些发现以及用于获得这些发现的技术，为对犯罪者的精神疾病进行个性化研究提供了潜力。

在这项研究中，科学家们首次将神经元迁移的缺陷归因于蒂莫西综合征，这是一种罕见的疾病，容易导致自闭症、癫痫和心脏功能障碍。

在实验室培养皿中培养神经元很容易，但二维特性不适用于三维存在的细胞。

单层培养的神经元只部分成熟，往往死亡得相当快，相互作用也不理想。在2015年的一项研究中，研究人员描述了他们生产神经球体的方法。由ipS细胞产生的神经前体细胞被放置在培养皿中，培养皿的底部被覆盖，使神经元无法附着。

细胞在营养丰富的肉汤中自由漂浮，最终发展成数百个直径接近1/16英寸的近乎完美的圆形球，每个球由超过100万个细胞组成。这些神经元可以存活长达两年，它们完全成熟。

帕斯卡说：“我们在盘子里组装和仔细描述神经元回路的方法打开了一扇新的窗户，通过它我们可以观察胎儿大脑的正常发育。”“更重要的是，它将帮助我们看到这是如何在inpidual患者中出错的，”他说。