论文部分内容阅读
培育体外脑细胞
如果我们的脑部出现局部病变或损伤,可以用一些健康的脑细胞或组织来代替病变部位,我们就能重新变得健康。脑病患者所需的健康脑细胞只能在人体外,通过人工培育出来。早在2004年,上海复旦大学附属华山医院的科学家朱剑虹等人,就成功在体外培植出全球首批人类脑细胞。
朱剑虹是在治疗一名眼睛被筷子插伤的患者时,突然萌生利用患者的脑细胞进行研究的想法。当时,他为病者拔除筷子,筷子上粘满脑细胞。朱剑虹就利用培养基将这些脑细胞培植起来。朱剑虹试验了多种培养媒介及生长素,证实其做法可行。两个月后,他成功培植出数百万个脑细胞。
朱剑虹将培育出的脑细胞移植给一名头部严重受伤的病人。他先在病人的头骨上钻出数个小孔,然后在受伤部位移植脑细胞。手术后进行的多次脑部扫描,显示新移植的脑细胞能进一步生长,并与病人本身没受损的脑细胞联合发挥作用。后来,这位已经因病瘫痪的患者,重新获得了行走能力。
带人脑细胞的老鼠
现在,科学家常利用干细胞技术来培育脑细胞。美国研究人员弗雷德·盖奇等人就在14天大的小鼠胚胎脑中注入约10万个人脑胚胎干细胞,培育出带人脑细胞的小鼠。
这些小鼠出生时大脑中大约有0.1%的人脑细胞,这种微量细胞远不能让小鼠拥有人类思想。然而,由于涉及干细胞及克隆技术,这项工作再次引发了人类对人兽细胞混合的伦理争议,人们担心,如果你让它们过于人性化,你就越过了某些边界,但这次研究远未触及这些边界。
豌豆大小的迷你人脑
除了可以培育部分脑细胞,科学家还可以培育出完全不依赖肉身的独立人脑。如今,奥地利科学家已经在这项研究中迈出了重要的一步。他们已经培育出豌豆大小的迷你人脑。
奥地利科学家玛德琳·兰开斯特等人选取人类胚胎干细胞,将其培育成神经外胚层,再放入特制的凝胶中,引导组织进一步生长。最后,科学家把含有脑组织的凝胶转移到一个旋转的生物反应器中,为它提供氧气和养料,并促进吸收。
15~20天后,反应器中的脑细胞团就已成型。20~30天后,部分细胞团长成不同的大脑区域,包括大脑皮层、视网膜和早期海马区等。2个月后,它长到直径4毫米大小,达到9个星期胎儿大脑的生长水平。由于没有血液供应,其内部无法吸收氯气和养料,因而没有进一步生长。这个迷你人脑在实验室里的存活时间超过了10个月。
不过,这个人工培育的大脑不能思考,也没有高级认知能力。迷你人脑有助于更好地了解人类大脑发育过程,也有助于确定精神分裂症等疾病的发病机制。但是,培育完整且发育完全的人脑未来很可能会被各国的法律所禁止。因为如果不加以限制,培育的人脑很可能被移植到智能机器人的金属躯壳内。这种具备人类意识的智能机器人究竟算人还是算机器,很难界定,也很难约束其行为。他们很容易被犯罪团伙、恐怖分子和军队所控制和利用。
如果我们的脑部出现局部病变或损伤,可以用一些健康的脑细胞或组织来代替病变部位,我们就能重新变得健康。脑病患者所需的健康脑细胞只能在人体外,通过人工培育出来。早在2004年,上海复旦大学附属华山医院的科学家朱剑虹等人,就成功在体外培植出全球首批人类脑细胞。
朱剑虹是在治疗一名眼睛被筷子插伤的患者时,突然萌生利用患者的脑细胞进行研究的想法。当时,他为病者拔除筷子,筷子上粘满脑细胞。朱剑虹就利用培养基将这些脑细胞培植起来。朱剑虹试验了多种培养媒介及生长素,证实其做法可行。两个月后,他成功培植出数百万个脑细胞。
朱剑虹将培育出的脑细胞移植给一名头部严重受伤的病人。他先在病人的头骨上钻出数个小孔,然后在受伤部位移植脑细胞。手术后进行的多次脑部扫描,显示新移植的脑细胞能进一步生长,并与病人本身没受损的脑细胞联合发挥作用。后来,这位已经因病瘫痪的患者,重新获得了行走能力。
带人脑细胞的老鼠
现在,科学家常利用干细胞技术来培育脑细胞。美国研究人员弗雷德·盖奇等人就在14天大的小鼠胚胎脑中注入约10万个人脑胚胎干细胞,培育出带人脑细胞的小鼠。
这些小鼠出生时大脑中大约有0.1%的人脑细胞,这种微量细胞远不能让小鼠拥有人类思想。然而,由于涉及干细胞及克隆技术,这项工作再次引发了人类对人兽细胞混合的伦理争议,人们担心,如果你让它们过于人性化,你就越过了某些边界,但这次研究远未触及这些边界。
豌豆大小的迷你人脑
除了可以培育部分脑细胞,科学家还可以培育出完全不依赖肉身的独立人脑。如今,奥地利科学家已经在这项研究中迈出了重要的一步。他们已经培育出豌豆大小的迷你人脑。
奥地利科学家玛德琳·兰开斯特等人选取人类胚胎干细胞,将其培育成神经外胚层,再放入特制的凝胶中,引导组织进一步生长。最后,科学家把含有脑组织的凝胶转移到一个旋转的生物反应器中,为它提供氧气和养料,并促进吸收。
15~20天后,反应器中的脑细胞团就已成型。20~30天后,部分细胞团长成不同的大脑区域,包括大脑皮层、视网膜和早期海马区等。2个月后,它长到直径4毫米大小,达到9个星期胎儿大脑的生长水平。由于没有血液供应,其内部无法吸收氯气和养料,因而没有进一步生长。这个迷你人脑在实验室里的存活时间超过了10个月。
不过,这个人工培育的大脑不能思考,也没有高级认知能力。迷你人脑有助于更好地了解人类大脑发育过程,也有助于确定精神分裂症等疾病的发病机制。但是,培育完整且发育完全的人脑未来很可能会被各国的法律所禁止。因为如果不加以限制,培育的人脑很可能被移植到智能机器人的金属躯壳内。这种具备人类意识的智能机器人究竟算人还是算机器,很难界定,也很难约束其行为。他们很容易被犯罪团伙、恐怖分子和军队所控制和利用。