科學也可以如此靠近

秘密的大腦:科學家們找到了一種方法來延長生命

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2019

2019年1月24日22時 萬物未解之謎

萬物未解之謎

永生,一直是人類史上研究的方向,科學家們正試圖研究動物大腦和人類大腦來達到永生,例如器官移植、疾病研究都很重要。在不久的將來,實驗室中會培養出具有意識的大腦標本。

去年4月,《自然》雜誌發表了一封公開的信,呼籲17位世界頂尖的神經生理學家制定關於人工生長神經組織實驗的規則和限制,因為我們很快就能重建大腦的結構和功能。換句話說,一些實驗室樣本很可能會顯示出意識的跡象,我們需要做好準備。

事實上,這是對耶魯科學家報告的回應,他們將豬的大腦與身體分離36個小時。在被砍頭4小時後,100多隻動物的大腦血液循環恢復,使用了專門設計的大腦供熱泵系統和合成血液替代品。

因此,在復甦的大腦中發現了數十億活躍的、功能正常的神經細胞。但是沒有電活動,這是腦電圖顯示的。因此,科學家們得出結論,大腦是活的,但處於昏迷狀態,因此沒有意識。

根據科學家的說法,這種豬腦將成為測試新藥物治療癌症或阿爾茨海默氏症的標本。此外,從技術上講,這一發現可以被視為一種保存器官進行進一步移植的方法,或使在實驗室條件下生長的大腦功能正常。

這一問題從零開始就被密切關注,日本生物學家連續培育出了大腦皮層、腦下垂體和眼球玻璃,使哺乳動物胚胎的中腦壁增大。

2012年,美國科學家在實驗室條件下獲得了與科拉相匹配的前腦,在懷孕的前三個月晚期與人類胚胎相匹配。史丹福大學的專家們繼續前進,三年後,他們創造了一個小團,模擬嬰兒剛出生時的大腦。

與此同時,俄亥俄大學的研究人員從幹細胞中培育出了一個完整的人類大腦,相當於5周的胚胎水平。根據實驗的作者的說法,他們幾乎完全複製了大腦的所有主要區域,但沒有足夠的血管系統。所以他不能繼續發展和擁有功能。

實驗室製造出的大腦很小,例如,斯坦福樣品的尺寸只有3到4毫米。俄亥俄州製造的器官不比鉛筆尖上的橡皮大。

小的主要原因是血管系統將氧氣和營養物質缺乏輸送到內部器官。人工大腦沒有這樣的系統,唯一可能的方法就是通過組織進入所需物質的分子。

此外,大腦生長的營養溶液不能完全複製人體生長和發育的特殊微生物。這反過來又限制了信號分子從一個細胞到另一個細胞的傳遞或激勵。在活著的人體內,信號干擾會導致癌症、自身免疫疾病和糖尿病,在人工免疫系統中會導致大小限制。

一個可能的解決方案是創造一種動物嵌合體,即將人類大腦中生長的部分移植到某種實驗室動物身上。第一次實驗是在老鼠身上進行的。2015年,美國索爾克生物研究所的專家聲稱,他們將生長在器官中的齧齒動物移植到大腦中,並將其與動物的血液系統連接起來。

三個月後,80%的老鼠接受了人工神經組織。然而,正如作者所指出的,經過手術的嚙齒類動物並沒有變得更聰明:它們的行為和往常一樣。

科學家們相信,這些研究將徹底改變再生醫學,允許人類植入生長的細胞。如果實驗成功,你可以移植任何在有機試管中創造的東西,包括尼安德特人。不久前,美國生物學家在實驗室條件下獲得了尼安德特人的大腦。

為此,幹細胞dna中加入了一種突變,這種突變是古代人類基因組的特徵。一個突變徹底改變了神經連接的結構,甚至改變了器官的形狀。

我們都知道,當年的尼安德特人神經組織中的神經元比人類大腦遷移得更快,形成的突觸更少。根據研究人員的說法,這與自閉症細胞產生的有機體相似。但是人工神經組織本身並不能說明成人大腦是如何運作的,這是科學家們特別感興趣的。

要理解尼安德特人大腦中流淌的所有過程,你必須記錄下與意識有關的電活動。在這裡,科學家們將進入之前其他科學家警告過的灰色地帶。但是那時候,他們會有一個很好的實驗模型來幫助回答很多問題。


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