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实验室创造的微型大脑揭示了生长中的器官是如何维持神经元平衡的

科学家们现在可以在实验室的培养皿中探索人类大脑是如何通过创造类有机体来发展的。类有机体是大脑中独特的三维区域。在发表在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上的一项研究中,耶鲁大学(Yale)的科学家们诱导早期干细胞创造并融合了来自不同大脑区域的两种类型的有机体,以展示发育中的大脑如何维持兴奋性和抑制性神经元的适当平衡。

许多神经发育障碍如自闭症和精神分裂症都与未能保持这种平衡有关。

“抑制性神经元从胚胎大脑的特定区域迁移到产生兴奋性神经元的区域,”该研究的资深作者、遗传学副教授、儿童研究中心副教授Park in – hyun说。“我们所做的就是把这两个领域融合起来,然后看着这个过程展开。”

耶鲁大学的研究小组利用人类多能干细胞培育出一种叫做人类内侧神经节隆起的器官样体,它产生抑制性神经元,在皮质的早期发育中起着至关重要但短暂的作用。通过将这种结构与另一种产生兴奋性神经元的结构相结合,他们可以追踪抑制细胞的迁移,这为兴奋性神经元提供了一个至关重要的检查。

了解这一过程不仅有助于研究人员了解人类大脑是如何进化的,还有助于阐明失衡是如何导致许多神经发育障碍的。

帕克说,例如,兴奋性神经元的过度活动与精神分裂症有关,而过多的抑制性神经元活动可能导致抑郁症。这种不平衡也与自闭症谱系障碍的发展有关。

耶鲁大学的杨飞翔和田中佳明是这篇论文的第一作者,主要由康涅狄格州干细胞研究基金资助。