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十月龄如豌豆大小的类器官。图片来源：Muotri Lab
近日，来自美国加州大学圣地亚哥分校的科学家用发育了功能性神经网络的干细胞创造了“迷你大脑”。尽管这些实验室发育的大脑比人脑小一百万倍，但它们是第一个被观察到产生类似早产儿脑电波的大脑。该研究已发表在8月29日的《Cell Stem Cell》上，它可以帮助科学家更好地理解人类大脑的发育。研究通讯作者、加州大学圣迭戈分校的生物学家Alysson Muotri说：“我们在体外观察到的神经活动水平是前所未有的，这离实际生成复杂神经网络的这些早期阶段的模型又近了一步。”这些豌豆大小的大脑，称为脑类器官，来源于人类多能干细胞。通过将它们置于模拟大脑发育环境的培养物中，干细胞分化成不同类型的脑细胞，并自组织成类似于发育中人脑的三维结构。 
科学家们已经成功地培育出类似人脑细胞结构的类器官。然而，之前的模型都没有开发出类似人类的功能神经网络。已知当神经元成熟并相互连接时，网络就会出现，它们对于大多数大脑活动都是不可或缺的。Muotri说：“你可以用脑类器官来做几件事，包括了解正常的人类神经发育、疾病建模、大脑进化、药物筛选，甚至是为人工智能提供信息。”
脑类器官的横截面，显示皮质板的初步形成。每种颜色标志着不同类型的脑细胞。图片来源：Muotri LabMuotri及其同事设计了一种更好的干细胞生长方法，包括优化培养基配方。这些调整使他们的类器官比先前的模型更加成熟。该团队在10个月的时间里培养了数百个类器官，并使用多电极阵列监测它们的神经活动。
多电极阵列产生的图像显示脑类器官的活跃程度，红色表示非常活跃，黑色表示静默。图片来源：Muotri Lab
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