【黑科技】注入人類腦細胞，小鼠智力大爆發

（NoahTsang/譯）有一半大腦細胞都來自人類的小鼠已經被創造出來了，這些小傢伙比它們的兄弟姐妹都要聰明。對此，精靈鼠小弟（Stuart Little）會怎麼看呢？

「反正沒我聰明。」電影《精靈鼠小弟》的主角是一隻機智的小老鼠。圖片來源：fond-ecran.com

這個想法可不是在模仿小說里的情節，通過對小鼠的整個腦部而非培養皿中的細胞進行研究，我們得以更好地了解人類的腦部疾病。

被改造過的小鼠仍然擁有小鼠的神經元——這些負責「思考」的細胞佔據了它們腦細胞中半數左右。但它們腦中用於支撐神經元的神經膠質細胞幾乎全都屬於人類細胞。

「這本質上還是一個鼠腦，而非人腦。」紐約羅徹斯特大學醫學中心（University of Rochester Medical Center）的史蒂夫·古德曼（Steve Goldman）解釋說，「但腦中所有非神經元的細胞都屬於人類。」

古德曼的研究團隊從捐贈的人類胎兒當中提取了未分化的神經膠質細胞。他們把這些細胞注射到小鼠幼仔體內，在那裡它們將長成星形細胞（astrocytes），一種星形的神經膠質細胞。

此後一年之內，鼠類的神經膠質細胞就已經徹底被這些來自人類的闖入者所取代。每隻小鼠最初接受的30萬個人類細胞經過增殖達到1200萬的數目，取代了小鼠原有的細胞。「我們可以觀察到人類的細胞佔據全腦。」古德曼說，「看起來小鼠的膠質細胞都都逃到了邊緣。」

星形膠質細胞對於有意識的思考活動而言非常重要，因為它們可以幫助增強神經元細胞之間的聯繫，也就是突觸。它們的突起參與協調電信號在突觸間的傳遞。

星形膠質細胞能建立豐富的細胞連接。圖片來源： Riccardi Cassiani Ingoni/SPL

人類星形膠質細胞大約是小鼠星形膠質細胞的10-20倍大小，並且其突起數量大約是後者的100倍。這意味著在協調某一區域所有神經信號方面，人類星形細胞要遠精於小鼠星形細胞。「這就像是增強了你電腦的能力。」古德曼說。

一組針對小鼠的記憶和認知的標準測試表明，這種帶有人類星形細胞的小鼠比其他同階段的小鼠要聰明得多。例如，在一個衡量記憶能力的測試中，小鼠需要記住一個與溫和電擊同時出現的聲音。具有人類細胞的小鼠在聽到聲音時僵住的時間是普通小鼠的四倍，這表明它們的記憶力也大約相當於其他小鼠的四倍。「這是非常驚人的結果，」古德曼說，「我們可以說它們比對照組的小鼠聰明的程度是統計學上顯著的。」

古德曼和他的團隊去年首次報道了擁有人類神經膠質細胞的小鼠更加聰明。但那時他們團隊向小鼠注入的人類細胞是已經成熟的細胞，因此它們純粹只是融入了小鼠的腦組織並留在原處。而這一次，他注入的是膠質前體細胞，這種細胞能夠分裂增殖。他認為這解釋了為什麼這些細胞能完全佔據小鼠的大腦，只在達到了空間的物理極限之後才停下來。

跨越物種

「觀察人類的星形膠質細胞在小鼠體內所起到的作用是否跟它們在人類體內起的作用一樣肯定是件非常有意思的事。」加利福尼亞州索爾克研究所（Salk Institute）的幹細胞研究員弗雷德·蓋奇（Fred Gage）說，「這可以揭示受體（小鼠）是否會調整細胞的命運，或者這些細胞是否會在小鼠體內保持與它們在人體內時相同的特性。」

「這些細胞在不同物種內也能發揮功能，這點是非常驚人的。但這也引出了另外一個問題，就是哪些特性是受到細胞控制的，哪些是受到新環境影響的。」德國路德維希·馬克西米利安大學（Ludwig-Maximilians University）的沃爾夫岡·恩納德（Wolfgang Enard）說。恩納德的研究表明如果小鼠擁有了人類的Foxp2基因，它們的學習能力會更強。這個基因與人類語言的學習發展相關。

在平行實驗中，古德曼給那些難以形成髓磷脂的小鼠幼仔注入了未成熟的人類神經膠質前體細胞。髓磷脂用於使神經絕緣。一旦進入小鼠的大腦，許多人類神經膠質細胞就會分化成少突膠質細胞——這種腦細胞專門生成絕緣材料。這也表明了細胞會通過某種途徑探測缺陷並進行彌補。古德曼表示，這或許會在治療一些髓鞘被破壞的疾病（如多發性硬化症）時起到很大作用。他已經提交了利用神經膠質前體細胞治療多發性硬化症病人的申請，並希望在未來的12-15個月內開始臨床試驗。

為了進一步探索人類星形膠質細胞如何影響智力、記憶力和學習能力，古德曼已經把細胞移植進了比小鼠更聰明的大鼠體內。他表示：「我們已經完成了第一批移植，正在繪製細胞分布圖。」

雖然這聽起來很像是科幻小說里的工作——比如電影《深海變種》（Deep Blue Sea）里科學家們為了找到治療阿爾茨海默病的辦法而意外創造了極其聰明的鯊魚，在實驗室里做了手術提高了智力的小鼠阿爾吉農（Algernon），或者瑪格麗特·阿特伍德（Margaret Atwood）筆下那只有著人類幹細胞和人類思維的豬——古德曼很快摒棄了那些認為移植的細胞會不知怎麼就讓小鼠變得更像人的觀點。「能以任何方式被歸類為或認為是人類特有能力的東西，都不會因此出現在動物身上。」他說，「相反，人類細胞只是提高了小鼠神經網路的效率，它本質上還是一隻小鼠。」

然而，研究團隊也決定不會嘗試把人類細胞注射到猴子體內。「我們曾大致考慮過這件事，但考慮到潛在的倫理問題的風險，我們決定不那樣做。」古德曼說。恩納德也認同把人類細胞移植到哪種動物當中是很難決定的。「如果你把動物改造得更像人了，你要在哪一步停下來呢？」（編輯：Calo）

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