迷你人腦：治癒精神疾病新希望

背景閱讀：科學家造出「迷你人腦」

儘管科學家承認，人類距離真正的人造人腦仍有漫漫長路，但可以肯定的是，科學家讓我們實現遠離精神分裂症、孤獨症、抑鬱症等影響全球數以百萬計人的疾病，又向前邁了一步。

「迷你人腦」橫截面

假如有一天兒子問我：「爸爸，幸福是什麼?」

如果真的有那麼一天，我會說：「我的寶貝，你會這麼問，爸爸就很幸福了。」

以上是「自閉症之父」的蔡春豬在《爸爸愛喜禾》中，寫給兩歲時被診斷患有自閉症的兒子的一段獨白。根據世界衛生組織統計，自閉症（又名孤獨症）的發病率大約為萬分之五，中國目前現有五十萬左右的自閉症患者。

《爸爸愛喜禾》封面

西醫界很多研究人員懷疑自閉症的病因是由基因控制，再由環境因素觸發，病因包括遺傳、腦器質性病變、社會心理因素等等。長期以來，醫學界對如何治療自閉症、精神分裂症等大腦精神問題也缺乏一個「根治」的治療方案，最近來自奧地利的科學家們的研究新突破——迷你人腦，極有可能為天下所有的「蔡爸爸蔡媽媽們」解開這道心結。

藉助於幹細胞，科學家已經成功培育出跳動的心臟組織、氣管和膀胱，這些奧地利的科學家則利用幹細胞培育出「腦類器官」。研究人員在有氧的試驗器皿中，將培育好的腦神經系統、神經外胚層等組成「類腦器官」。

近幾十年，發達國家的「腦科學熱」讓生物技術和信息技術有了一系列突破，與大腦有關的科學發現不斷湧現，不少大腦疾病也逐漸得到有效的治療。藉助於這個「類腦器官」，人類可以更好地了解人類大腦發育過程，揭開由大腦發育絮亂引發的種種發病機制。

過去，科學家針對人類所患疾病在小白鼠身上做各種的實驗，但即使實驗結果很成功，科學家還是得面對在人類大腦實驗時存在的風險。過去因為人類細胞不一定會在小鼠體內進行相同程度的擴張，所以小鼠模型一直無法反映出小頭畸形的嚴重性以及找到真正的病灶，「類腦器官」則能讓科學家避免這種差異問題。

「因為實驗素材取自人類幹細胞，利用特殊的營養物質培育，在有氧和養分供給的條件下逐漸發育形成類腦器官」。研究人員瑪德琳?蘭嘉斯特在8月27日的新聞發布會上指出，這些「類腦器官」體型較小，大致與一個9周大的胚胎大腦差不多，因為體積只有豌豆大小，又稱「迷你人腦」。

在人腦的發育初期，大腦的一些主要區域以及類似中腦和後腦等區域已經擁有可辨認的特徵，包括背側皮層、腹側前腦以及產生腦脊髓液的脈絡叢。目前，蘭卡斯特和同事已經培育了數百個類器官，他們指出這些培育的「類腦器官」同樣區域也能發現這些特徵。

不過，這些「類腦器官」是不可能直接發展成人類的大腦的尺寸。它的直徑一般只有2~3毫米，由於缺乏持續的養料和氧氣的循環系統，一般只能存活於器皿中10個月左右。 「我們的系統並不適於培育完整大腦，利用幹細胞培育具有意識的大腦結構不具有可能性，同時這也不是我們想要的。」研究領頭人尤爾根-科諾布里奇表示。

研究人員利用「類腦器官」這個模型對神經發育疾病小頭畸形進行研究。他們最感興趣的大腦區域是背側皮層，原因是這一區域最容易受這種疾病影響。研究人員提取了一名患有遺傳性小頭畸形患者細胞並培育了一些類器官，並將其與由健康參與者的細胞培育的「迷你大腦」進行比較，在轉化成神經細胞的幹細胞數量方面，研究人員發現，小頭畸形患者的超過健康參與者的。換言之，畸形小頭患者在腦袋發育成正常大小之前，會比常人先生長神經元，說明了小頭畸形患者的病灶與神經細胞過早分化有關，未來的治療將會針對這個環節進行深入的研究。

實驗團隊希望通過它模擬更多的人腦發育過程，發現精神分裂症、孤獨症等大腦疾病的病灶，與此同時，「迷你人腦」也將會醫學界新藥物實驗的對象，從而減少用動物做實驗引起的差異，真正實現「對症下藥」。

面對腦科學界的這個最新突破，不少人認為培育「迷你大腦」然後取代患者受損部位是不再遙遠的事。而科諾布里奇卻表示悲觀態度：大腦是一個異常複雜的器官，各區域之間聯繫非常緊密，因此很難通過置換的方式修復任何特定部位。相比之下，一種更具有發展前景的方式是，直接將幹細胞植入患者大腦，讓它們自行組織，當然不確定性生長也是巨大的風險問題。

目前，研究人員主要利用人類胚胎幹細胞和誘導性多功能幹細胞進行這種研究，這兩類幹細胞都有能力發育成身體的任何部位。儘管科諾布里奇指出，兩種培育方式對培育「類腦器官」並沒有明顯差異，但相比後者，使用胚胎幹細胞進行研究則引發巨大爭議，原因在獲取幹細胞的方式，從4天或5天大的胚胎上提取幹細胞後，胚胎便被毀掉。而誘導性多功能幹細胞研究法，通常利用皮膚細胞進行培育，採用一種「化學浴」將其轉化成類似一個發育中胚胎的狀態。

在歐洲，腦科學研究之所以一直「高燒不退」，是因為歐洲約三分之一的人口會患上與腦有關的疾病，隨著社會老齡化程度加深，這一數字還將上升，未來十年，歐盟將投入10億歐元支持人腦工程項目。與美國奧巴馬政府的「腦計劃」不同，歐盟的人腦工程更強調實用性，主要針對腦結構、功能和機理的研究，通過利用信息技術建立大腦的工作模型為治療大腦疾病提供新的診治方案。

英國卡迪夫大學精神病講師迪恩?博內特曾說過，人腦是宇宙最複雜的東西，腦內眾多組成部分與整個人體之間的聯繫以及相互作用。人類大腦的複雜程度遠超出想像，即使科技日新月異的今天，人類對大腦的認識仍然有許多未知的領域。儘管科學家承認，人類距離真正的人造人腦仍有漫漫長路，但可以肯定的是，科學家讓我們實現遠離精神分裂症、孤獨症、抑鬱症等影響全球數以百萬計人的疾病，又向前邁了一步。