发布时间:2014-08-12 17:51 原文链接: 美培育出三维大脑样组织:存活超过2个月

  美国研究人员最近培育出一种与老鼠大脑功能和结构极其相似的三维大脑样组织,其在实验室里的存活时间超过两个月,这一成果将有助研究大脑功能、疾病和创伤以及相关疗法。

  塔夫茨大学研究人员11日在美国《国家科学院学报》上报告说,培养三维大脑样组织的关键在于一种由蚕丝蛋白和胶原蛋白凝胶组成的复合结构,其中蚕丝蛋白被制成硬而多孔的骨架,然后往其中填充老鼠神经元,而柔软的胶原蛋白凝胶则可促进神经元生长。几天后,这些神经元在骨架孔中聚集,形成了类似于老鼠大脑复杂回路的神经网络。

  此前,科学家也曾试图在三维凝胶环境中让神经元生长,但所培育出的组织一是存活时间不长,二是不具备类似真正大脑的功能。

  负责研究的塔夫茨大学教授戴维·卡普兰说:“利用这个组织模型,人们基本上可以实时检测脑部受损时的组织反应。更重要的是,人们可跟踪组织恢复以及更长时间内的组织情况。”

  在进一步的试验中,研究人员观测了三维大脑样组织对药物以及对下落物体冲击导致的损伤反应。结果发现,虽然三维大脑样组织不是真正的可思考大脑,但其神经元的电化学活动变化,与动物模型中神经元对脑损伤的反应类似。

  比如,研究人员在受创的三维大脑样组织中观测到较高水平的谷氨酸,通常神经元受损后会释放这种化学物质。三维大脑样组织还表现出短暂的电活动过度,这也与动物研究中观测到的创伤后脑反应一致。

  研究人员特别强调,三维大脑样组织可以存活两个月以上是一个巨大的优势。“这一事实意味着我们能以此前所不能的方式开始研究神经疾病,因为一些关键性脑病的研究需要的时间跨度长,”卡普兰说。

相关文章

PNAS:新冠病毒通过感染人类大脑星形胶质细胞

自新冠大流行开始,就有研究显示,一些新冠患者出现神经系统后遗症,例如脑雾、头痛、注意力无法集中等等。后续许多研究关注了新冠病毒对大脑的影响、新冠病毒是否以及如何感染大脑细胞。2020年8月,中国科学院......

女性皮下脂肪给大脑当“保镖”

美国科学家研究称,女性臀部、手臂等部位堆积的更多脂肪,即所谓皮下脂肪,至少可以在更年期之前防止大脑炎症。而大脑炎症会导致痴呆和中风等病变。相关研究近日发表于《糖尿病》。男性多在腹腔等主要器官周围堆积脂......

庄小威团队发文《细胞》:破解衰老大脑的关键变化

随着年龄的增长,衰老不可避免地在我们的大脑中留下难以逆转的损伤,造成认知能力下降,还可能导致神经退行性疾病。在逐渐衰老的大脑中,细胞经历了怎样的变化?在大脑细胞中,最受关注的自然是神经元。这些长寿的细......

AI大模型“源”炼造客服大脑

2018年至今,NLP领域经历了非常大的变化,Transformer、ELMO、BERT、GPT-3,再到最近的ChatGPT(GPT3.5的微调)的突破,NLP在预训练大模型的暴力拆解路上越走越远,......

“流体智力”相关脑区图谱绘成

英国伦敦大学学院领导的一个团队已绘制出一个拥有解决问题的能力而无需先前经验(流体智力)的大脑脑区图谱。研究成果近日发表在《大脑》杂志上。流体智力可以说是人类认知的决定性特征。它预测教育和职业成功、社会......

在大脑里“走钢丝”,拯救生命中枢!

“Ta有一种脑干缺失的美”,这是最近网络上一个很火的段子,用来形容某人有一些憨憨傻傻的可爱行为。但实际上,脑干是人体掌管心跳、呼吸、消化等基本生命活动的器官,万万缺失不得的,就算只是生病,也会极其痛苦......

“迁移矩阵机”助力脑电信号解码

大脑是人体的中央控制器,具有高度的认知、学习、推理和决策能力,解码脑神经信号的动态变化是脑科学研究重要方向之一。日前,南京工业大学科研团队在脑电信号解码领域取得突破,助力脑疾病的诊治、类脑智能技术的发......

科学家发现人类大脑比泡沫塑料脆弱10倍

一项发表于《英国皇家学会界面杂志》的研究发现,人类大脑出奇地柔软、有弹性。其抗压能力类似明胶,而且比用于包装的聚苯乙烯泡沫塑料更容易破裂。研究阐明了精确测量活人大脑物理特性的新方法。此前人类对大脑物理......

教科书出错了?大脑进化认知被推翻

根据一项新的研究,一种完整保存了神经系统的微小海洋生物的化石解决了一个世纪以来关于大脑如何在节肢动物中进化的争论,节肢动物是动物王国中物种最丰富的群体。一项新的研究提供了对Cardiodictyonc......

研究揭示人类特异基因促进大脑皮层折叠新机制

在人类进化过程中,新皮层的扩张与智力的提高和认知功能的改善密切相关。这种扩张的一个关键方面是大脑皮层沟回的形成,它使扩张的皮质表面积能够适应有限的颅骨空间。这些进化特征主要依赖于多种神经干细胞和祖细胞......