美国科学家制造三维模型 可模拟受创大脑功能

科学家用丝材料和胶原蛋白凝胶制成的一个新三维模型，可以模仿脑组织的基本神经功能。

美国生物工程师第一次在实验室培养出类似原始大脑的模型，模型中的大鼠神经元能对外来创伤作出化学反应。如果能用人神经元重建该模型，它或可用于脑创伤研究。

这个圆圈的环状部分由丝材料制成，圈里面填的是胶原蛋白凝胶。生物工程师在培养皿中制成了相当于原始灰质和白质的材料，其中用了大鼠神经元。

这些神经元能通过圆圈中间的物质相互交换信号。当科学家让重物掉到这个圆圈上，以模拟创伤性损伤时，这个三维大脑模型中的神经元释放出了化学信号和电信号，与受伤动物的大脑释放的信号类似。

专家们表示，这是科学家首次能在实验室里如此逼真地模仿大脑功能。如果研究人员能用人的神经元重建这个模型，并提升到足以反映其他一些神经系统功能的水平，那么这个模型或可用于研究疾病、创伤和治疗如何影响大脑，从而避免人体临床试验的高费用和伦理问题。

“从与大脑的机械相似性来看，这是一个相当不错的模仿，” 詹姆斯•J•希克曼说。他是中佛罗里达大学的纳米科学与技术教授，没有参与这项研究。“他们能够复制出最高水平的神经元功能。这是我看到过的最好的模型。”

研究人类大脑发育的工作大多依赖于动物实验，或人死亡后获取的大脑切片；两者都有用，但都具局限性。而以前的大脑模型大多是二维的，或是用三维凝胶制作。过去的系统都没有复制大脑的灰质或白质，也没有复制出神经元如何传导信号。

主要研究者卡普兰称，他的研究小组正在努力让这个类似脑的组织存活六个月，还要用上从干细胞生 成的人类神经元。他打算加建一个大脑血管系统的模型，让研究人员得以观察当药物通过血脑屏障时会发生什么。

他的最终目标，是让生物工程模型能被用于“所有的研究，从药物，到疾病，到手术效果，再到植入电极，”他说。“我的意思是，可做的研究多得没完没了。”