陈根：将人脑细胞移入动物脑内，后果是什么？

文/陈根
类器官打开了再生医学的新篇章。由于类器官可以在很大程度模拟目标组织或器官的遗传特征和表观特征，因此，几十年来，研究人员一直在将器官、细胞或基因等人类元素引入其他动物体内，初衷是为了更好地了解生物系统是如何工作的，或者找到疾病的治疗方法。
但是，这也引发相关的伦理担忧，尤其是当人类神经元被引入小鼠大脑内时，关于人类本质的东西，比如我们的心灵、记忆和自我意识的争议开始扩大。毕竟，拥有半人类大脑的生物，对于我们来说，实在太过陌生，人们也难免对这样的概念产生不安。
将人脑细胞移入动物脑内，后果是什么？类器官技术的不断成熟，还将给我们带来什么发展的机遇和挑战？

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将人脑细胞移入小鼠脑内
研究人脑是目前最大的科学挑战之一。这是因为，脑是人类最为独特的器官。数以千亿的神经元，组成了人脑的基本结构：负责处理大部分思维活动的大脑、负责协调运动的小脑以及连接其中的脑干。
其中，大脑是人类所有组织器官中最复杂和最智能的部分，是整个神经系统的枢纽，也是人体所有其它器官的指挥者。生物研究领域中的专家学者经过长期的研究，根据人类大脑中不同活动中的激活状态，发现了不同的脑区对应着不同的认知功能，比如视觉、触觉、听觉、语言、运动等。
脑干则将大脑、小脑与脊髓连接起来，大脑与躯体间几乎所有的神经投射都要通过这里。此外，脑干本身还调控着呼吸、体温和吞咽等最重要生命活动，甚至大脑的意识活动也需要由它的“网状激活系统”来维持。
想要理解人脑内部如何运作，就需要研究神经元的发育、连接和相互作用。人类大脑如此难以探索，给试图破解一些可能是人类特有的疾病，比如精神分裂症，带来了难题。而类器官的出现，就成为了一个研究大脑的重要解法。
类器官可以在很大程度模拟目标组织或器官的遗传特征和表观特征，通过使用患者的诱导性多能干细胞（iPSCs）可建立有价值的疾病模型，并能在体外模拟重现病人疾病模型；同时，类器官的建立可以实现对药物药效和毒性进行更有效、更真实的检测。类器官可以直接由人类iPSCs直接培养生成，相比于动物模型很大程度上避免了因动物和人类细胞间的差异而导致的检测结果不一致。
将人脑细胞移入小鼠脑内就是建立在类器官技术的基础上的。来自加州斯坦福大学的研究人员历时7年，发布了相关的实验结果。为了制造大脑类器官，研究人员将人类皮肤细胞转化为干细胞，然后诱导它们成为几种类型的脑细胞。这些细胞随后增殖，形成类似大脑皮质的类器官。大脑皮质是人类大脑的最外层，它在记忆、思考、学习、推理和情感等方面都起着关键作用。
接着，研究人员将这些类器官移植到仅有2至3天大的幼鼠体内，在这个阶段的幼鼠大脑内，连接仍在形成。被植入的类器官会不断成长，最终占据大鼠脑半球的约三分之一。类器官的神经元与大脑中的回路形成了工作连接。这项研究第一次表明，正在发育的新生大鼠大脑能够接受人类的神经元并任其发育成熟，还能将这些人类神经元整合进能够驱动大鼠行为的局部神经环路。
研究团队还将健康的人类神经元移植到具有阿尔茨海默病遗传易感性的小鼠的大脑中。结果表明，人类神经元在患病的大脑中退化，而小鼠神经元仍然活着。这不仅证实了人类神经元特别容易患上阿尔茨海默病，而且还为研究人员提供了一种观察活体患病大脑中人类神经元发生情况的方法。