未來人的腦細胞可能在沒有血紅細胞的情況下保持活力?

時間 2021-06-07 22:15:41

1樓:趙泠

題目談論的是「腦細胞在沒有紅細胞的情況下保持活力」,那不需要什麼「未來」,過去便已經實現了。數十年來,脫離迴圈系統在體外培養人神經細胞是神經生物學研究中十分有用的技術手段。

來自胚胎腦組織的神經幹細胞或人工誘導的多能幹細胞可以在培養皿裡長成薄層狀,然後刮下來做成神經球(靠暫時的營養物質缺乏即可餓死與神經細胞無關的細胞)繼續培養。培養過程不需要血細胞參與,而是使用看起來平淡無奇的營養液,定時更換就是了。

浸泡在營養液裡的人腦類器官的模樣像被泡軟的爆公尺花,其構造類似發育了數週的人胚胎大腦。

人胚胎幹細胞ChR2-EYFP細胞系分化的谷氨酸能神經元與H9細胞系分化的GABA神經元早已用於多種科學實驗。

目前,在體外長時間培養的神經細胞往往缺乏穩定的體系和細胞構成,培養條件不易根據細胞狀態自行調節,能夠持續培養的時間在2個月到數年程度,這方面的困難與「有沒有紅細胞」是無關的。

在培養條件適宜的情況下,人神經細胞從分化19天起產生相對成熟的電生理訊號,在1年內可以形成密集的神經網路。

2023年,中國研究人員實驗證明,人胚胎幹細胞誘導分化形成的體外神經網路的突觸具有與體內同等的可塑性——也就是具有學習和記憶的能力。

人腦的學習與記憶是通過調控突觸傳遞強度實現的,其電生理學基礎就是突觸功能可塑性的長時程增強和長時程抑制。

體外培養人神經網路對生物計算機、類腦人工智慧乃至溼件的研究有幫助。

2樓:冥矢幻吾智

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