科技日报北京8月20日电 （记者张梦然）《自然》杂志20日发表的一篇论文指出，大脑类器官已能表现出发育年龄相关的分子特征。这些类器官经过了5年的观察，为目前最长观察期，证明其能发育成熟并拥有类似出生后大脑的性状，而且这些人脑类器官保留了培育期间所经历时间的记忆。这为研究人类后期的脑细胞发育提供重要线索。
人脑的复杂性是研究神经系统疾病和开发有效疗法道路上的巨大挑战。随着人们对大脑理解程度加深，传统的细胞培养模型显得过于简化，而动物模型又难以准确反映人类大脑的生物学特性。为突破这一瓶颈，脑类器官应运而生。
脑类器官是在实验室里培养出的三维脑组织模型。它无需长成一颗真正大脑的形状，但需要复制出大脑的细胞类型、基因表达和部分组织结构。由于人脑大约需要20年才能完全成熟。大脑类器官有望推动对出生后脑发育的研究，但当前研究主要模拟了大脑发育早期阶段，且大部分研究仅维持数月，长期存活率低，神经元等脆弱细胞也会提早损失。实验室历经数年用许多不同脑细胞成功培养的复杂组织，或能更准确地代表成熟大脑及其发育状况。
此次，美国哈佛大学研究人员对人脑类器官进行了5年多的培养。通过混合不同年龄（偏年轻和偏成熟）的特殊生物学脑细胞，创造了“嵌合类器官”。结果，更老的祖细胞绕过了更早的发育阶段，仅在两周内就产生了成熟的神经元类型（通常需要两个月时间形成）。这说明，这些培养中的人脑类器官记录了时间的流逝，并保留了已完成发育步骤的记忆，即使接收到了来自年轻细胞的早期发育阶段信号，它们也没有忘记自己的身份。
研究人员对这些长期培养的类器官进行了全基因组分析，揭示了与人脑在出生前后期和出生后的类似性状。随着这些类器官不断发育，它们最后获得了更成熟的基因表达模式、神经元类型和脊髓结构。
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科学家这次把人脑类器官培养了5年多，是目前最久的。以前这种类器官“活”不了几个月，只能模拟胎儿期的大脑，但这回它们真的长大了，出现了符合不同年龄段发育的特征。这就给研究那些人们长大后才得的病——譬如阿尔茨海默病、自闭症等提供了一个全新工具。不过也要清醒看到，这种“迷你大脑”如果没有血管，还是容易缺氧坏死，离真正模拟人类大脑各种特征还有距离。与此同时，业内也一直担心大脑类器官随着神经元发育完善，会有意识的产生。当技术逼近这一门槛时，伦理监管必须同步跟进，避免“迷你大脑”逾越边界。