法国数学家和哲学家布莱士.帕斯卡曾言,“人只不过是一根芦草,是自然界最脆弱的东西;但他是一根能思想的苇草……我们全部的尊严就在于思想。”可见“思想”以及“大脑”对于人类的重要性。“大脑”是人类登上食物链顶峰的最大支柱、也是人类文明诞生和发展的重大基石,但人类对大脑的研究和认知仍处于“起步阶段”、面临着重重困境——比如研究设备和技术的局限性、科学伦理的禁锢等等。近日,美国圣地亚哥召开了2018年神经科学学会会议,加州大学圣地亚哥分校的Alysson Muotri公布了一项重大的研究成果:他们利用多能干细胞诱导培育了“(人工)迷你大脑”,且它释放出了类人的脑电波,其脑电波图与早产胎儿极为相似!这一成果有助于人类揭开“意识”之谜,但也面临着严峻的伦理困境!
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人类大脑的功能性活动源自于神经元细胞网络连接而构成的复杂回路,以及神经元回路中有规律的神经振荡,即人们早有耳闻的“脑电波”。人类要精准的认知神经元细胞网络的生成、解开萦绕脑神经科学多年的种种谜团,必须对大脑额整个发育过程有一个详细的时间和空间上的了解。为了化解一些技术和伦理层面的难题,一种名为“类器官(Organoid)”的实验室细胞团模型应运而生,利用诱导多能干细胞技术,培养出特定器官的迷你解剖结构,故称“迷你器官”。
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早在2008年,日本的科学家们在实验室里,利用胚胎干细胞就培养出了“迷你大脑”,2010年之后,世界各地的生物学实验室和医学实验室兴起了干细胞培养“类器官”的风潮,Alysson Muotri也是众多“迷你大脑”的培养者和研究者之一,他一直尝试着寻找人类大脑形成过程中的神经网络活动。Alysson Muotri与同事们利用诱导多能干细胞技术培养出了大脑皮层结构,随着“迷你大脑”的发育,他与同事们对“迷你大脑”进行检测和记录,直至“迷你大脑”成长了6个月左右,它释放的脑电波频率越来越高,Alysson Muotri等人检测之后,发现“迷你大脑”的脑电波与25-39周的早产儿脑电波如出一辙!
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不过,Alysson Muotri认为“迷你大脑”与真实的人类大脑之间有一定的差距,“迷你大脑”还缺乏某些脑皮层细胞类型,也没有和其他的脑结构区域进行连接。也就是说,即便“迷你大脑”和早产儿脑电波一样,但二者也不能相提并论。宾夕法尼亚大学费城分校的发育神经学家Hongjun Song很乐观的说:“这个现象非常有意思，并且令人震惊。”他认为Alysson Muotri的研究成果正照亮着脑科学和意识研究的一条漆黑道路。不过,艾伦脑科学研究所的Christof Koch就没那么乐观了,他担心这一类研究持续发展下去的话,科学家们培育的“迷你大脑”真有了意识,这样的话,科学家们到底在做什么呢?人们要如何面对这些有意识的“迷你大脑”呢?
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小考题 :你认为实验室里培育的“迷你大脑”有了意识的话,它是不是一个“生命”呢?欢迎你留言讨论。
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