大家好我叫劉京京今年7歲我是男孩家住江西萍鄉我喜歡吃餅干謝謝大家44歲的劉軍明大聲說道身旁的劉京京面無表情地跟著爸爸復述聲音微小時常忘詞

5年前被確診為自閉癥的京京生活在自己的世界里他會在公交車上連續大笑50分鐘也會把屎尿拉在褲子上他至今不能上幼兒園每天在爸爸的陪同下去康復中心接受治療

根據世界衛生組織公布的數據全球各類精神疾病患者總數高達4.5億每160個兒童中就有一位像京京這樣的自閉癥患者

既然他不知道我們的世界如何為什么我不能去他的世界呢全職陪護的劉軍明訴說著自己的心愿就在父親節前不久大洋彼岸的科學家們正在通過培養皿這么做

5月25日斯坦福大學帕斯卡實驗室的人造大腦皮層球狀體研究發表于《自然-方法》雜志在美國國立衛生研究院資助下斯坦福大學醫學院的研究員們種下皮膚細胞7個星期后酷似人類大腦皮層的組織在培養皿里長了出來

在這個直徑只有5毫米的球狀體里數以百萬計的神經元已經成功聯網電波和訊號通過聯結的突觸一刻不停地奔騰著成長過程中產生的基因表達已與正在發育中的胚胎大腦皮層極其相似

長久以來神經學家們在老鼠的腦子里尋找著人類精神病的癥結屢屢碰壁后他們決定種一個人腦做向導尋找藏身其中的病灶

我是個醫生我們能夠為精神疾病患者提供的治療意見通常十分有限領導該研究的精神病與行為科學副教授賽爾久帕斯卡說道這一研究具有為精神疾病及其治療提供新見解的潛力

在培養皿里種一個大腦皮層類器官現場重播胚胎里的生命歷程

劉軍明不知道兒子的大腦里正在發生什么一種似乎不可逾越的界限擋在男孩兒與外界之間他甚至嘗試著封閉自己的生活去向兒子靠攏

這種無力感同樣困擾著精神科醫生長久以來醫學家們只能通過磁共振成像一窺腦活動通過尸檢了解腦結構通過動物實驗推導人腦的機能

而人類精密的大腦如同顱腔里的宇宙數以百億計的神經元伸展著突觸在膠質細胞的簇擁下精巧地聚居在不同的區域里創造思緒指導行為

轉戰基礎研究以前羅馬尼亞醫師帕斯卡曾與自閉癥在臨床領域斗智斗勇卻深感挫敗去年5月斯坦福大學成立帕斯卡實驗室這位33歲的天才科學家作出大膽的決定用患者細胞在培養皿里種一個大腦皮層類器官把大腦神秘的成長工作生病歷程進行現場重播

7批細胞從5名捐贈者的皮膚上提取下來在平皿中被誘導成為能長成任何細胞的多能干細胞又進而誘導成腦細胞而后這些種子被完整地種進了一種特殊的培養皿細胞無法在平面上附著只能自謀出路

它們很快開始發芽僅僅在幾個小時里原本在平面上肩并肩的細胞們開始疊羅漢并且逐漸形成了球面在生長元素和小分子的滋養下它們自身的角色也在發生變化

有的張牙舞爪身后拖著長長的尾巴這是腦中精英神經元它們通過突觸互相連接構成糾纏的枝干有的呈現出簡潔的星形葉片般乖巧地圍在神經元周圍這是提供服務的星形膠質細胞全權管理吃喝打掃跑腿送信

同時造出神經元和星形膠質細胞是極具挑戰性的帕斯卡欣喜地說道在此前的研究中星形膠質細胞發揮著土壤的作用科學家們把神經元種子播在取自嚙齒類動物或人類胚胎組織的膠質細胞上而我們系統中的神經元和膠質細胞基因相同

7個星期后種下大腦皮層的人們迎來了收獲的時刻顯微鏡下這個直徑只有5毫米的迷你大腦皮層像雞蛋殼一樣向內彎曲它即將為科學家們探索2200平方厘米的大腦皮層充當向導在那140億個神經元1000多億個膠質細胞中的某處藏匿著神秘的精神疾病

哪怕只找到一種類型的自閉癥只要找到它的信號機制確定目標找到能用在臨床治療上的小分子大腦偵探帕斯卡說道我都會感到高興

2011年11月尚未組建實驗室的帕斯卡與同事便在對一種自閉癥亞型患者的細胞培養中發現與發育成在腦中不同位置工作的神經元不同此種自閉癥患者的神經元力爭上游更多地演變成準備在大腦皮層上層胼胝體工作的類型有趣的是這正是音樂家更為發達的腦部區域

當它們互相說著我被電了一下時一些精神病患的腦子正在接受電擊治療

正是那些任性的神經元把杜杜的生活擾亂了在這個自閉癥兒童送給帕斯卡的畫里占據圖畫中心的孩子頭像一片漆黑眼神憂郁大腦的位置是一團凌亂的粉紅色和藍色線條一個眼睛上戴著鏡頭的科學家沿著梯子爬到孩子頭頂正在向腦子里看

帕斯卡把圖畫變為現實栽下皮膚細胞7個星期以后結出了新鮮的大腦皮層他小心翼翼地切開一個果實透過顯微鏡看向腦子內部微小的組織上呈現出的是酷似人類大腦皮層的分層結構密密麻麻的神經元和膠質細胞排列規整組成表層深層的皮質層

這并非驚鴻一瞥研究過程和進行老鼠大腦切片研究一樣沒什么特別不同的是呈現顯微鏡下的是一片活的人腦切片

沒人愿意把自己活的大腦捐出來但隨著干細胞誘導技術日漸成熟研究者們可以用一份皮膚樣品輕松制造出數百個人造大腦皮層球狀體這些最大長到直徑5毫米的類器官可以在實驗室中存活9個月

該研究是平皿中的疾病項目的一部分從2011年起世界各地的科學家們開始努力把精神疾病種進平皿里2014年馬薩諸塞州總醫院的研究者們用患者細胞成功地種出了阿爾茲海默癥并立即展開針對該病的臨床試驗此前在老鼠身上測試一種藥物耗時一年而今研究者不無得意 我們幾個月就可以測試成千上萬種藥物

在過去幾年中這一領域出現了激動人心的進展美國國立衛生研究院精神衛生研究所主任托馬斯因澤爾對人造大腦皮層球狀體寄予厚望這些大腦皮層球狀體能夠生長到建立有功能回路的程度讓建立心理疾病模型和研究病因成為可能

這在研究中尚屬首次我們發現刺激切片的一邊皮層活動可以在另一邊被接收到帕斯卡介紹道研究發現當受到刺激的時候球體中80%的神經元能夠產生神經沖動近九成神經元具有自發的神經信號并且參加了神經網絡活動

可以說這個從皮膚細胞中長出來的小皮層擁有了與我們大腦皮層相似的本領建立功能回路神經元參與網絡活動我們的大腦由此進行思考采取行動人造大腦皮層球狀體 排列整齊的神經元們也一刻不停地在新組建起來的網絡上交換著意見

當它們互相交流著我被電了一下的感受時一些精神病患的腦子正在接受電擊治療

美國國立衛生研究院精神衛生研究所網站上列舉了可供精神病患者選擇的治療方式用電波磁力植入物刺激大腦是目前治療精神疾病的終極方法病癥較輕的情況下可以選用談話等心理療法或者進行藥物治療有的精神病患者不得不終生用藥

就連從事自閉癥治療研究多年的帕斯卡也無奈地感慨醫生能為精神病患者做的實在太少了

即使在稅收支持保證精神病預防診療與康復的發達國家情況依然不樂觀

帕斯卡在研究過程中結識了很多患兒家長他們中的很多人為孩子的情況自責絕大多數人和劉軍明一樣非常需要幫助

數據顯示我國各類精神疾病患者人數在1億人以上另有學者指出診斷與治療的人數尚不足十分之一而在報道中精神病患者惡性傷人事件頻頻出現

在深圳市康寧醫院醫學鑒定室主任高北陵看來我國精神病患的困境更多的是社會問題重視不足認識片面及診治精神病患者的人力物力財力不夠

在美國等發達國家盡管有專門用于精神疾病預防診治與康復的稅收支持情況依然不樂觀美國全國精神疾病聯盟緬因州執行董事珍娜梅納特在訪談中介紹在美國僅成年人中受精神疾病困擾的人數即達6100萬其中半數以上在過去一年里沒有就醫

技術惠及患者之前一大批小白鼠可能會免于被精神病研究合作者神經學教授本巴雷斯認為栽種在培養皿里的大腦將取代老鼠成為新的實驗品研究者對神經系統發展和致病機制的了解也將大大加深

也有人對此憂心忡忡認為科學家們在制造大腦他們沒有考慮整個人腦的復雜性美國國家健康研究院心理健康中心主任托馬斯因澤爾渾不在意我們要研究大腦回路的紊亂也并不需要整個大腦

盡管罐子里沒有漂著時刻準備移植的大腦但在未來如同孫悟空拔一根毫毛吹出猴萬個藉由我們分身有術的皮膚細胞醫生可以在培養皿中測試用藥效果量身定制治療方案

這一新技術的力量和前景是巨大的巴雷斯暢想道醫生可以提取病人的皮膚細胞培養大腦在模擬大腦成長的過程中發現問題并找到辦法解決

人們至少可以期待未來有天像劉軍明一樣的父母們終于能從一只小小的培養皿里看見孩子那曾經幽深難測的世界