在培养皿中培育大脑类器官,是如今脑科学很热门的研究手段。近期奥地利科学家发表在《自然》上的新研究提醒我们,迷你大脑能复刻很多真实大脑特征,但发育的 “时间观念” 出了问题。
科学家造出小鼠大脑皮层类器官,拿它和真实小鼠大脑做一对一对比。通过单细胞测序追踪细胞变化,惊喜地发现,类器官可以长出几乎一样种类的脑细胞,细胞内部的发育分子程序也大同小异。
可细节差距十分关键。真实小鼠大脑发育讲究先后顺序:干细胞先大量复制自己,再分化生成神经元;等神经元全部成型,胶质细胞才登场,一步一步有条不紊。
培养皿里的类器官却没有遵守这套时间表。该先生成的细胞、该后出现的细胞会混杂出现。细胞类型都齐全,但发育节奏乱套了。
为什么会这样?活体大脑里,干细胞处在复杂微环境,周围细胞、血管、各类信号物质不断发出指令,把控发育节奏。而培养皿只有细胞本身,只能靠自身组织,缺少外界调控信号。
这项研究告诉我们,类器官是很好的研究工具,但不能完全等同于真实大脑。搞清楚它的优势与短板,才能更合理地用它探索大脑发育、脑部疾病。
