人干細胞培養的大腦類器官是一種很有潛力的平臺，可以模擬人類發育和疾病。然而，體外生長的類器官缺少在真實有機體中存在的各種連接，這會限制類器官的成熟，讓它們無法與其他控制行為的神經環路整合，因而會影響類器官模擬具有遺傳復雜性和行為特征的神經精神疾病的能力。之前的研究試圖將人腦類器官植入成年大鼠的大腦，但這些細胞在植入后無法完全成熟。

 

用熒光蛋白標記的人類類腦在大鼠的大腦中。 

圖片來源：斯坦福大學

 

      來自干細胞的重建人類神經元，在培養皿中維系并移植到大鼠大腦皮層中。

 

圖片來源：斯坦福大學

 

       美國斯坦福大學研究團隊此次將人腦類器官植入新生大鼠大腦的體感皮層中，體感皮層是負責從全身接收和處理感覺信息的腦區，包括觸覺。他們發現，該類器官能發育成熟，部分能與神經環路整合，并在大鼠大腦中具有功能性。這種整合讓研究人員能在人細胞的活動與動物習得行為之間建立關聯，證明植入的神經元可以調節大鼠的神經元活動，并能誘導追求獎賞的行為。

 

       此外，在研究人員轉動大鼠胡須時，該類器官中的一組神經元出現了活動跡象，說明植入的神經元能對感覺刺激產生反應。他們還發現，在植入來源于3名蒂莫西綜合征（一種與心臟問題有關的嚴重遺傳病）患者的細胞時，特定的神經元缺陷會被凸顯出來，說明這種植入技術能揭示之前未知的疾病特征。

 

       研究團隊表示，該技術或能作為一種很強大的資源，補充對人腦發育和疾病的實驗室研究。進一步研究有望讓人們利用患者來源的細胞，揭開本來無從了解的疾病特征。