得益于加州大学圣地亚哥分校的研究人员本月发布的专有协议，世界各地的研究人员现在可以创建高度逼真的大脑皮层类器官 - 本质上是具有功能性神经网络的微型人工大脑。

这项新技术发表在《自然协议》杂志上，为科学家开展自闭症、精神分裂症和其他神经系统疾病的更高级研究铺平了道路。这些疾病的大脑结构通常很正常，但电活动发生了改变。这是加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞研究所 (SSCI) 综合空间干细胞轨道研究中心主任、通讯作者 Alysson Muotri 博士说的。

穆特里还是加州大学圣地亚哥分校医学院儿科和细胞与分子医学系的教授，他表示，这种新方法可以制造出非常逼真的微型人脑复制品，其复杂程度可与“胎儿大脑的神经网络”相媲美。他的大脑复制品已经送往国际空间站 (ISS)，在那里，研究人员在微重力条件下研究了它们的活动。

另外两种创建脑类器官的方案已向公众开放，但都无法让研究人员研究大脑的电活动。然而，穆特里的方法却让研究人员能够研究由患有各种神经发育疾病的患者的干细胞创建的神经网络。

“你不再需要创建不同的区域并将它们组装在一起，”Muotri 说，并补充说，他的协议允许不同的大脑区域(如大脑皮层和中脑)“共同发育，就像在人类发育过程中自然观察到的那样”。

他补充道：“我相信我们将来会看到该协议的许多衍生版本，用于研究不同的大脑回路。”

穆特里表示，这种“微型大脑”可用于在患者使用之前测试潜在的治疗药物甚至基因疗法，以及筛查疗效和副作用。

这项计划已经在酝酿中。穆特里和位于巴西亚马逊州马瑙斯的亚马逊联邦大学的研究人员正在合作记录和研究亚马逊部落治疗阿尔茨海默病的方法——不是在地球上的小鼠模型上，而是在太空中患病的人类脑类器官上。

最近，由韩国领先的医疗投资公司 Boryung 颁发的“人类太空”资助项目将为该研究项目提供资助，该项目横跨多个大陆和栖息地，从亚马逊雨林深处到加利福尼亚海岸的 Muotri 实验室，并最终到达国际空间站。

脑类器官的其他研究可能性包括疾病建模、了解人类意识和其他太空实验。今年 3 月，穆特里与 NASA 合作，将一些由阿尔茨海默病和 ALS(肌萎缩侧索硬化症，又称卢格里格氏症)患者干细胞制成的脑类器官送入太空。有效载荷于 5 月返回，结果正在审查中，最终将公布。

由于微重力模拟了地球上衰老的加速版本，穆特里应该能够在研究为期一个月的任务的有效载荷的同时见证数年疾病进展的影响，包括蛋白质生产、信号通路、氧化应激和表观遗传学的潜在变化。

“我们希望有新发现——研究人员以前从未发现过的东西，”他说。“到目前为止，还没有人将这样的模型送入太空。”

该研究的合著者包括加州大学圣地亚哥分校的 Michael Q. Fitzgerald、Tiffany Chu、Francesca Puppo、Rebeca Blanch 和 Shankar Subramaniam，以及巴塞罗那自治大学和加泰罗尼亚研究研究所的 Miguel Chillón，都在西班牙巴塞罗那。布兰奇还隶属于巴塞罗那自治大学。