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科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者?張佳欣
美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)造出了一種可能是世界上最小的腦電圖（EEG）電極帽，用于測量筆點(diǎn)大小的大腦模型中的腦電活動(dòng)，有助于科學(xué)家更好地了解神經(jīng)疾病以及危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)如何影響大腦。相關(guān)論文17日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
腦類器官也稱為“迷你大腦”，是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人腦細(xì)胞球，它模仿了大腦的一些結(jié)構(gòu)和功能?！盀槲⑿推鞴賱?chuàng)造微型儀器是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但這項(xiàng)發(fā)明是新研究的基 礎(chǔ)?！蔽⑿碗姌O帽的發(fā)明者之一、約翰斯·霍普金斯大學(xué)的化學(xué)和生物分子工程師、大衛(wèi)·格拉西亞斯說，“這為理解人腦的發(fā)育和工作提供了一個(gè)重要工具。”
培養(yǎng)皿中的腦類器官圖片來源：約翰斯·霍普金斯大學(xué)
自從十多年前首次創(chuàng)造出類器官以來，研究人員對干細(xì)胞進(jìn)行了改造，創(chuàng)造出小型的腎臟、肺、肝臟和大腦。這些復(fù)雜的微模型被用來研究器官是如何發(fā)育的。類器官，特別是迷你大腦，在醫(yī)學(xué)研究中越來越重要，因?yàn)樗鼈兛捎糜谠拘枰祟惢騽?dòng)物測試的實(shí)驗(yàn)。
然而，傳統(tǒng)儀器只能檢查類器官表面的有限的細(xì)胞，研究人員希望了解盡可能多的大腦細(xì)胞，以了解這些細(xì)胞的狀態(tài)，它們?nèi)绾谓涣饕约八鼈兊臅r(shí)空電模式。
受普通電極帽的啟發(fā)，研究小組利用帶有導(dǎo)電聚合物涂層金屬電極的自折疊聚合物小葉，為腦類器官創(chuàng)造了微型腦電圖電極帽。微型帽包裹著腦類器官的整個(gè)球，能 夠?qū)φ麄€(gè)表面進(jìn)行3D記錄，這樣研究人員就可以在藥物測試期間“收聽”神經(jīng)元的自發(fā)電通信。預(yù)計(jì)該數(shù)據(jù)將優(yōu)于傳統(tǒng)電極的電流讀數(shù)。
大腦類器官（綠色）被封裝在藍(lán)色外殼電極裝置中。圖片來源：約翰斯·霍普金斯大學(xué)
研究人員表示，有了類器官的更詳細(xì)信息，就可以研究消費(fèi)品中使用的化學(xué)物質(zhì)，如殺蟲劑、阻燃劑等是否會導(dǎo)致大腦發(fā)育問題。此外，他們還希望這種微型帽能減少傳統(tǒng)測試化學(xué)物質(zhì)所需的動(dòng)物數(shù)量。