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墨尔本大学3D打印 打造人体脑部生物组织

  近日,澳大利亚墨尔本大学神经工程中心的一队科学家实现了一项真正意义上的重大突破:他们成功3D打印出了一种球状的皮质组织(脑组织的一种)。

  这种3D打印脑组织有6层,是研究团队通过中心的一台特制生物3D打印机使用人类干细胞制成的。目前,其中的脑细胞已经能够互联和交流,甚至已经形成了一种与原脑结构相同的折叠结构。

  人脑是指包容在颅腔内的三大块神经纤维组织:大脑、脑干和小脑。为了减少篇幅,我主要介绍与人的智力活动直接相关的大脑半球及前额叶皮质区。现代人类的大脑几乎占据了颅腔的全部空位(其所占比例为87%,小脑为11%,脑干为2%),就其外形而论颇近卵圆形,其长轴呈前后向,长约16~17厘米,左右宽约13~14厘米,上下高约12.5~13厘米,全重约995~1200克——约为体重的1/40,约为脑重(1400克)的85%,比脑干(从延脑到丘脑)重40倍,比小脑重9倍。

  “有一种假说认为精神分裂症和自闭症是由于母亲在怀孕早期出现炎症导致的。”Skafidas教授表示,“现在有了这种3D打印的脑组织,我们就可以在培养皿里进行模拟,从而验证这种假说或找到真正的原因。很快,我们就将切除海马体,否则实验就是不道德的。”不过,这些创新的设想还需要科学家们做出进一步的努力,因为目前这些体积比豌豆还小的3D打印脑组织由于缺少血液和氧气只能存活30天左右。所以,研究者们希望能开发出为脑细胞输送氧气和营养物的新技术,从而让这个数字增加到100天。

  “只要环境合适,这种组织就能生长成相当于20-30天大胎儿的大脑。”Skafidas教授表示。另外,由于形成该组织的脑细胞已经形成了网络和互联,研究者们得以开始研究大脑中一些基因之间的相互作用—— 这可能是一些常见疾病的根本原因。

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