人腦細胞植入老鼠腦中,有啥感覺?

導讀 (IC photo/圖)2022年10月13日,美國斯坦福大學科學家報告稱,他們成功將人腦細胞移植到新生老鼠的大腦中,并且這些細胞可感受到老鼠的感...

(IC photo/圖)

2022年10月13日,美國斯坦福大學科學家報告稱,他們成功將人腦細胞移植到新生老鼠的大腦中,并且這些細胞可感受到老鼠的感覺。移植入老鼠大腦的是被稱為“類腦器官”的人類腦細胞團塊,可以長成數以百萬計的新神經元,并與老鼠的大腦神經系統相連。

令人驚訝的是,對老鼠移植了人類的類腦后,研究人員向老鼠的胡須吹氣時,其體內的人類神經元會發出激烈反應。

這個研究可能會讓人想到,當人腦植入鼠腦之后,是否會產生人鼠合一,老鼠產生的感覺和思維已經是人腦,或者說分不清是人腦還是鼠腦,這也意味著老鼠成精了。

所謂成精來自中國傳統的神怪和傳奇小說。在這些作品里,很多動物,如老鼠、狐貍、牛、馬等都可以修煉成精,甚至植物,如松樹、杏樹、竹子等也可修煉成精。最著名的就是白蛇傳中的白蛇修煉成精,成就了人間一樁千年傳頌的美好姻緣。

但是,動植物是如何修煉成精的,這些書里一直沒有透露,只是說需要很長時間,如500年到1000年,對應到科學上來,就應當是演化的時間特別長。其次,修煉的最好方法是偷吃仙果和人間食物,如白蛇偷吃了王母娘娘蟠桃園里的蟠桃,修煉成精了,然后遇到了許仙。而《西游記》中的金鼻白毛老鼠精,是在靈山偷食了如來佛祖的香花寶燭成精,成為有著花容月貌的女人(妖),誘惑了不少人,包括唐僧。

對應到科學上來,這樣的修煉方法就是要動植物與人和仙交流,無論是食物還是基因的交流。就連人種之間也需要交流,才能演化出更好的人類,如現代人與尼安德特人和丹尼索瓦人的婚配和基因交流,成就了今天獨特的人類。

所以,現在的人腦與鼠腦混合,按神怪小說來說,實際上是為老鼠提供了一個修煉的捷徑,可以成精,如果再修煉成人形,就是精怪。從這點來說,其實提出的是這類研究的倫理,如果沒有限制,是否會讓人類和動物的演化改變方向,同時產生新的不容易控制的物種,既破壞生態平衡,也擾亂人類社會。老鼠都成精了,不說更能搞破壞,也能誘惑凡人,造成更大的混亂。

對此,領導這項研究的神經學家塞爾吉奧·帕斯卡(Sergiu Pasca)博士回應,移植人類神經元到鼠腦是為了了解自閉癥、精神分裂癥和其他發育障礙的生物學基礎。要想解決這些疾病的生物學問題,需要更復雜的人腦模型。也就是說,把人腦與鼠腦混合,是為了研究疾病病理并獲得治療的有效方式。

在具體操作上,是在小老鼠出生一兩天后,將人的類腦器官注射到老鼠大腦中名為體感皮質的區域,該區域負責處理來自全身的觸摸、疼痛和其他信號。在老鼠身上,該區域對胡須發出的信號特別敏感。人類神經元在老鼠大腦中繼續發育,直到它們的數量達到300萬個,約占老鼠大腦一側皮質的三分之一。結果顯示,類腦器官中每個細胞生長的時間是培養皿中的6倍,這些細胞也變得和人腦中的神經元一樣活躍。

其次,這項研究在倫理上獲得了批準。這項研究不會造成動物痛苦,因為沒有證據表明這些移植了人腦的老鼠產生了疼痛,更容易癲癇發作,失去了記憶,或者失去了對運動的控制。事實證明,這些老鼠對人體類腦器官的耐受性非常好。

同時,移植了人類類腦現在看來并不會讓老鼠成精,更聰明,變得像有人的思維。因為,移植了人腦的老鼠在學習測試中,得分并不比其他老鼠高。它們是老鼠,植入人的類腦后依然是老鼠。從倫理的角度來看,這應該讓人感到放心。

盡管如此,相關領域的研究人員和普通公眾還是提出了更多的問題,其中一個就是,如果這樣的研究擴大,把人體類腦器官植入其他近親物種體內,如猴子或黑猩猩,可能會引發嚴重后果。因為,靈長類動物和人類之間的相似性可能會讓人類類腦器官發育得更成熟,讓靈長類動物變得更聰明(成精),并對動物的行為產生更大影響。

因此,對于把人腦植入其他動物的大腦中的研究行為,的確需要制定新的和完善的倫理行為準則,以便未來在正確的倫理框架內運行。否則,有可能造成動物“成精”或人將不人,以及人與動物的嵌合體。

不過,這類研究如果在嚴格的管理之下進行,是有較大的科學和現實意義的,這就是探索病因,治療疾病。在另一項實驗中,帕斯卡團隊把來自蒂莫西綜合征(一種自閉癥,由單一突變引起,不僅會導致嚴重的心臟問題,還會損及語言和社交技能)患者的類腦器官植入了大鼠大腦的一側,并將另一種沒有突變的人類類腦器官植入了另一側。這兩種類器官都在老鼠體內繼續生長。但是,來自蒂莫西綜合征患者類器官上的神經元發育出了兩倍的樹突,用于接收傳入信號。更重要的是,這些樹枝狀物較短。

顯然,這已經提供了自閉癥產生的一些神經解剖線索,而且當老鼠被植入自閉癥和其他神經系統疾病患者的類腦器官時,研究人員能觀察到它們行為方式的差異。這樣的研究有助于揭示神經疾病的原理,以及發現大腦是如何發揮功能的,從而幫助修復人類受損的大腦。

人腦與動物大腦融合研究的當務之急是應當制定一個倫理規范,如像此前人類胚胎研究限于14天的規定。不過,這個規定也隨著科研的發展而在更新。2021年5月26日,國際干細胞研究學會(ISSCR)發布了干細胞研究及其向醫學轉化應用的最新指南。其中,對人類胚胎“14天規則”的時間限制提出了放寬,建議對培養超過14天的人類胚胎的研究應逐案考慮,并接受幾個階段的審查,以確定在什么時候必須停止實驗。

張田勘

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