深入“迷你大腦” 超小腦電圖電極帽更詳盡檢測類器官
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】類器官是一種利用成體干細胞，在體外培育而成，具備三維結(jié)構(gòu)的微器官。其作用就是在體外構(gòu)建一個類似體內(nèi)的器官環(huán)境，再針對性的給藥，就可篩選出哪種藥物最適合該環(huán)境的治療，從而給予患者一定的用藥參考。研究人員可以通過類器官來模擬人類發(fā)育和疾病，因為類器官是從人類干細胞或成年細胞產(chǎn)生的誘導(dǎo)性多能干細胞生長而來的，它們的成分和結(jié)構(gòu)也與原發(fā)組織相似，并且易于操作和冷凍保存。
自從十多年前首次創(chuàng)造出類器官以來，研究人員對干細胞進行了改造，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，因為它們可用于原本需要人類或動物測試的實驗。然而目前傳統(tǒng)儀器只能檢查類器官表面的有限的細胞，研究人員希望了解盡可能多的大腦細胞，以了解這些細胞的狀態(tài)，它們?nèi)绾谓涣饕约八鼈兊臅r空電模式。
腦電圖(EEG)是一種無創(chuàng)的測量大腦電活動的方法，它需要將電極放置在頭皮上，記錄神經(jīng)元內(nèi)及周圍電流所產(chǎn)生的電壓電位。一方面，在臨床診斷方面，EEG與腦觸發(fā)神經(jīng)康復(fù)治療相吻合。另一方面，EEG不僅是實驗心理學(xué)領(lǐng)域中，提供大腦相關(guān)結(jié)構(gòu)的主要工具，而且還是一種神經(jīng)成像方法，在計算神經(jīng)科學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。
受普通電極帽的啟發(fā)，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)一研究研究團隊利用帶有導(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球，能夠對整個表面進行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)計該數(shù)據(jù)將優(yōu)于傳統(tǒng)電極的電流讀數(shù)。
該項發(fā)明是新研究的基礎(chǔ)，為理解人腦的發(fā)育和工作提供了一個重要工具，有了類器官的更詳細信息，就可以研究消費品中使用的化學(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。除此之外，這種微型帽還有可能減少傳統(tǒng)測試化學(xué)物質(zhì)所需的動物數(shù)量。
(資料來源：科技日報)
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