神经科学家将人类神经元移植到老鼠的大脑中

时间:2019-11-22 13:21 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

 神经科学家将人类神经元移植到老鼠的大脑中


    大脑皮层是我们大脑的外层,通常被称为灰质,是生物体中发现的最复杂的结构之一。它赋予我们高级的认知能力,使我们有别于其他动物。

  神经学家Pierre Vanderhaeghen教授(比利时布鲁塞尔自由大学)解释了人类大脑如此独特的原因:“人类神经元的一个显著特征是它们异常长的发育。人类的神经回路需要数年才能完全发育成熟,而老鼠只需几周,猴子只需几个月。”

  “这段漫长的成熟期为大脑细胞和神经回路的调节提供了更多的时间,这使我们能够有效地学习很长一段时间,直到青春期后期。”这对我们人类来说是一个非常重要和独特的特征,但它的起源仍然是一个谜。”

  理解大脑电路形成的机制是很重要的,例如,如果我们想要治疗大脑疾病,增加了文森特小笠原Neuro-Electronics研究教授弗兰德斯(imec削弱,授权,KU鲁汶和VIB):“干扰电路开发与智力障碍,例如,和精神疾病,如精神分裂症。然而,直到现在,对人类活动中的神经回路进行详细的研究仍然是不可能的!”

  老鼠大脑中的人类脑细胞:

  在一项联合研究中,Vanderhaegen和Bonin的团队开发了一种新的策略,将人类神经元作为单个细胞移植到小鼠大脑中,并随着时间的推移跟踪它们的发展。

  丹尼尔·里纳罗博士:“我们将人类胚胎干细胞分化成神经元,并将其注入幼鼠的大脑。这使得我们可以在几个月的时间里研究活脑中的人类神经元。我们还可以在这些细胞中应用一系列生物工具来研究人类神经回路的形成和人类大脑疾病。”

  研究人员发现,移植的人类细胞遵循着与人类大脑相同的发育计划,其成熟周期长达数月,这是人类神经元的典型特征。这意味着,我们的神经细胞可能遵循一个“内部时钟”的发展,这是令人惊讶的独立于周围环境。

  此外,人类细胞能够在小鼠神经回路中发挥作用。“经过几个月的成熟,人类的神经元开始处理信息,例如对来自环境的视觉输入做出反应,”本·维尔马克博士说,他与里纳罗一起进行了实验。“人类细胞甚至根据刺激的类型表现出不同的反应,这表明移植细胞和宿主老鼠大脑回路之间的联系有着惊人的精确度。”

  极具潜力的里程碑:

  这项研究首次证实了从人类多能干细胞中提取的神经元的电路集成。据博宁说,“这是一个技术里程碑,它开启了令人兴奋的可能性,研究基因信息、环境线索和行为如何共同塑造大脑如何连接自己。”

  一方面,这个模型可以用于研究一系列被认为会影响人类神经元向神经回路发展的疾病。研究人员计划使用与智力缺陷等疾病相关的基因突变的神经元,试图了解在成熟和回路形成过程中出现了什么问题。

  “我们的发现还表明,即使在成年(老鼠)大脑中,神经细胞也保留着它们的‘幼年’特性。这可能对神经修复具有潜在的重要意义,”Vanderhaeghen补充道。“事实上,移植的年轻的人类神经元可以整合到成人的神经回路中,这对于神经退化或中风的治疗发展来说是一个有希望的消息,在这些疾病中,丢失的神经元可能会被移植新的神经元所替代。”

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