美國科學家制造三維模型 可模擬受創(chuàng)大腦功能

中新網(wǎng)8月18日電據(jù)美國媒體18日報道，美國生物工程師第一次在實驗室培養(yǎng)出類似原始大腦的模型，模型中的大鼠神經(jīng)元能對外來創(chuàng)傷作出化學反應。如果能用人神經(jīng)元重建該模型，它或可用于腦創(chuàng)傷研究。

這個圓圈的環(huán)狀部分由絲材料制成，圈里面填的是膠原蛋白凝膠。生物工程師在培養(yǎng)皿中制成了相當于原始灰質和白質的材料，其中用了大鼠神經(jīng)元。

這些神經(jīng)元能通過圓圈中間的物質相互交換信號。當科學家讓重物掉到這個圓圈上，以模擬創(chuàng)傷性損傷時，這個三維大腦模型中的神經(jīng)元釋放出了化學信號和電信號，與受傷動物的大腦釋放的信號類似。

專家們表示，這是科學家首次能在實驗室里如此逼真地模仿大腦功能。如果研究人員能用人的神經(jīng)元重建這個模型，并提升到足以反映其他一些神經(jīng)系統(tǒng)功能的水平，那么這個模型或可用于研究疾病、創(chuàng)傷和治療如何影響大腦，從而避免人體臨床試驗的高費用和倫理問題。

“從與大腦的機械相似性來看，這是一個相當不錯的模仿，” 詹姆斯·J·希克曼說。他是中佛羅里達大學的納米科學與技術教授，沒有參與這項研究。“他們能夠復制出最高水平的神經(jīng)元功能。這是我看到過的最好的模型。”

研究人類大腦發(fā)育的工作大多依賴于動物實驗，或人死亡后獲取的大腦切片；兩者都有用，但都具局限性。而以前的大腦模型大多是二維的，或是用三維凝膠制作。過去的系統(tǒng)都沒有復制大腦的灰質或白質，也沒有復制出神經(jīng)元如何傳導信號。

主要研究者卡普蘭稱，他的研究小組正在努力讓這個類似腦的組織存活六個月，還要用上從干細胞生成的人類神經(jīng)元。他打算加建一個大腦血管系統(tǒng)的模型，讓研究人員得以觀察當藥物通過血腦屏障時會發(fā)生什么。

他的最終目標，是讓生物工程模型能被用于“所有的研究，從藥物，到疾病，到手術效果，再到植入電極，”他說。“我的意思是，可做的研究多得沒完沒了。”