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美國科学家制造三维模型可模拟受创汏脑功能

发布时间:2019-11-10 21:59:11 编辑:笔名

科学家用丝材料和胶原蛋白凝胶制成的一个新三维模型,可以模仿脑组织的基本神经功能。

中新8月18日电据美国媒体18道,美国生物工程师第一次在实验室培养出类似原始大脑的模型,模型中的大鼠神经元能对外来创伤作出化学反应。如果能用人神经元重建该模型,它或可用于脑创伤研究。

这个圆圈的环状部分由丝材料制成,圈里面填的是胶原蛋白凝胶。生物工程师在培养皿中制成了相当于原始灰质和白质的材料,其中用了大鼠神经元。

这些神经元能通过圆圈中间的物质相互交换信号。当科学家让重物掉到这个圆圈上,以模拟创伤性损伤时,这个三维大脑模型中的神经元释放出了化学信号和电信号,与受伤动物的大脑释放的信号类似。

专家们表示,这是科学家首次能在实验室里如此逼真地模仿大脑功能。如果研究人员能用人的神经元重建这个模型,并提升到足以反映其他一些神经系统功能的水平,那么这个模型或可用于研究疾病、创伤和治疗如何影响大脑,从而避免人体临床试验的高费用和伦理问题。

“从与大脑的机械相似性来看,这是一个相当不错的模仿,”詹姆斯·J·希克曼说。他是中佛罗里达大学的纳米科学与技术教授,没有参与这项研究。“他们能够复制出最高水平的神经元功能。这是我看到过的最好的模型。”

研究人类大脑发育的工作大多依赖于动物实验,或人死亡后获取的大脑切片;两者都有用,但都具局限性。而以前的大脑模型大多是二维的,或是用三维凝胶制作。过去的系统都没有复制大脑的灰质或白质,也没有复制出神经元如何传导信号。

主要研究者卡普兰称,他的研究小组正在努力让这个类似脑的组织存活六个月,还要用上从干细胞生成的人类神经元。他打算加建一个大脑血管系统的模型,让研究人员得以观察当药物通过血脑屏障时会发生什么。

他的最终目标,是让生物工程模型能被用于“所有的研究,从药物,到疾病,到手术效果,再到植入电极,”他说。“我的意思是,可做的研究多得没完没了。”

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