检测皮层脑类器官的神经网络震荡

        我们认为自闭症和精神分裂症等疾病的发生发展起源于大脑的发育，但是相关的研究却很具挑战性。科学家们目前寄希望与小鼠、猴子等动物模型，试图对发育的过程开展了解。然而，动物模型却并非是人类大脑的完美代表。人诱导干细胞技术的出现，使得我们能够随时获得人类大脑细胞。这种来源的神经元能够在培养皿中生长，并可以表达人类蛋白，如离子通道和神经受体等。这样，它们就有可能反映出遗传差异。然而，科学家们还未能证明这些在实验室培养出来的人类神经元能够产生像人体大脑一样的复杂神经网络。

         诱导多能干细胞或iPSC来源的类脑器官作为小型化的人类大脑3D模型，在细胞和分子层面已经开始被用来对各种脑部发育特性作模拟。但目前还缺乏证据来证实它们会真正形成复杂且具功能的神经网络，从而接近人类大脑的早期形成阶段。

         我们邀请到UCSD Alyssion Muotri教授来介绍脑类器官作为神经生物学疾病模型的相关工作。该研究团队使用Maestro MEA技术，每周一次并连续10个月对人类iPSC来源的脑类器官自发电活动进行记录。MEA记录到的发放频率、簇放电频率及间隔以及网络同步性数据结果显示，他们培养的脑类器官能够自发生成神经网络。其电生理特征与受孕后25周后的早产儿大脑EEG信号特征有相似之处。这项开创性的工作将有助于加深对人类大脑早期发育过程的理解，促进自闭症和精神分裂症等疾病的研究进展。