五岁大脑类器官的非凡生命
这些迷你大脑满是惊喜
2026年8月21日 下午5:00（美国中部时间）
我们的大脑复杂得令人咋舌，这也让研究它变得异常困难。动物模型并不能忠实复现人脑的功能，研究者又不能随便从活人身上取样——那神经科学家该怎么办？答案是脑类器官：培养出来的细胞球，比其他模型更接近人类脑组织。这些迷你大脑由胚胎干细胞培养而成，经化学诱导转化为神经组织，并在三维空间中生长。
在发表于《自然》的一项新研究中，科学家记录了它们如何在第四个维度——时间——中发育。大多数脑类器官都是为特定实验目的而培养的（从研究寨卡病毒对神经发育的影响，到玩《pong》游戏），目的达成后就被丢弃。而现在，一个国际科学家团队让它们存活、生长并成熟了五年，且仍在继续。
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一路走来，他们必须发明新的培养基来支撑类器官愈发旺盛的神经元活动。随后他们在不同时间点采样组织、观察进展，发现了与正常人脑相同的发育标记物：不同类型的细胞按应有的顺序出现，神经连接的复杂度不断增加，基因也在可预测的时间点开启和关闭。事实上，度过第一个"生日"之后，研究者观察到了通常只在出生后才会出现的发育里程碑。
"这些细胞在身体之外，却仍大致遵循与我们相同的发育时间表——甚至比我们预想的还要贴近，"研究作者、乌得勒支大学的 Noelia Antón-Bolaños 在声明中说。对一颗离体的迷你大脑来说，这表现相当不俗。
团队还发现，较成熟的脑细胞保持着某种发育上的"记忆"（不同于完整大脑的概念性记忆；这些类器官大概率还没复杂到那个程度）。当他们把老年类器官的细胞与年轻的混合培养，嵌合体竟能产生新的神经元——而且是看起来更成熟的类型。"我们把一个老年类器官解离、让细胞重新生长时，它们产生的是晚发育阶段的细胞类型，"Antón-Bolaños 解释道，"但把老细胞与年轻细胞结合后，老细胞重获产生神经元的能力——不过只限于较晚发育阶段的那种类型。"
这是个令人兴奋的发现。我们大脑的复杂性，部分要归功于相对迟缓的发育。与其他许多哺乳动物不同，我们出生时既不会进食，也不会走路，甚至连头都抬不起来。现在，这些更"资深"的类器官，可以帮我们看清大脑在缓慢燃烧走向卓越的过程中，内部究竟发生了什么。
题图：NIAID / Wikimedia Commons