从分子机制到类脑器官 脑科学技术如何帮助攻克脑部疾病？

来源：新华财经2022-08-12 10:12

“我们能保护大脑免受缺血性损伤吗？类脑器官是如何模拟大脑发育的？类脑器官能否解开脑部疾病之谜？

我们能保护大脑免受缺血性损伤吗？类脑器官是如何模拟大脑发育的？类脑器官能否解开脑部疾病之谜？华山医院院长、天桥转化中心主任和Chrissy Chen Institute (TCCI)茅颖教授在第三届对话脑院士论坛上提出了上述问题。中国科学院院士、国家老年医学临床医学中心主任、国家神经疾病中心首席科学家王义正，美国国家医学科学院院士、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院教授明国立分享了上述问题。

王义正：平滑蛋白可作为脑缺血治疗和降低谷氨酸毒性的潜在靶点。

王义正院士从缺血性脑的关键发病机制和未来治疗方面，分享了探索脑缺血损伤潜在治疗靶点的研究。脑缺血会导致谷氨酸从细胞内环境释放到细胞外空间，从而导致神经元损伤。为了了解缺血状态下谷氨酸释放和吸收的机制，本研究重点关注脑缺血时SHH信号通路对细胞外谷氨酸的调节。他们检测了SHH蛋白的释放和下游信号分子的表达，确定脑缺血时SHH信号通路被激活，抑制SHH通路可以显著减轻缺血性脑损伤。

王院士表示，在临床动脉取栓、静脉溶栓的情况下，血液可以到达脑损伤部位，可以使用神经保护药物或神经毒素降低药物，为神经保护创造条件。在未来，我们将继续探索如何调节细胞外谷氨酸的水平，以实现神经细胞存活的可能性。

李明：类脑器官探索大脑发育和大脑疾病。

明国立院士介绍了我们团队多年来以类脑器官为研究工具，在模拟大脑发育和疾病机制方面的科研成果。

虽然早期的类脑器官模型可以多维度模拟大脑皮层的早期发育，但由于缺乏循环系统，这种类脑模型具有许多局限性，如缺氧引起的细胞坏死、细胞发育不成熟以及某些特定神经细胞的丢失。因此，明院士的团队开发了一种新的类脑模型：切片新皮质类器官(SNO)系统。SNO系统为类脑器官提供了悬浮培养环境，解决了前面提到的血管缺氧问题。

明院士还分享了她的最新研究：建立人源化大鼠动物模型研究神经回路形成机制，成功将人类前脑器官移植到宿主大鼠视皮层。这些基于类脑器官的研究成果将为神经再生和修复提供新的视角和见解。

年轻人问：类脑器官会产生意识、痛苦和情绪吗？

论坛设置了TCCI提问环节，通过苏格拉底实验室(app: Socraticlab)在线征集代表性问题。茅颖教授主持了论坛，并与出席论坛的青年学者一起与两位院士进行了交流和提问。

苏格拉底实验室年轻学者关注的问题是，类脑器官能否产生意识、疼痛和情感？如果有，是否道德？

针对这一问题，明院士表示，虽然类脑器官的研究处于前沿，目前已经可以产生一些发育中的大脑，但现有的技术很难让类脑器官继续成熟和生长，目前的类脑器官暂时不具备感觉系统。现有的技术也无法让类脑器官变得有意识。如果未来类脑器官发展得更接近后期大脑，那么相关的伦理问题也会随之而来，但目前我们离这些问题还很远。

王院士从人工智能(AI)的角度回答。他说，AI的根本问题是在一些类脑现象的基础上扩展一个算法，算法是由计算机实现的。如果一个算法是从人的现象和行为中推断出来的，从而可以与人进行交互，那么这个算法就是无意识的。王院士表示，目前像计算、AI这样的大脑与意识的出现还有很长的路要走，伦理问题在未来肯定会备受关注。

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