美國約翰斯·霍普金斯大學研究人員領導的一個研究團隊造出了一種可能是世界上最小的腦電圖(EEG)電極帽，用于測量筆點大小的大腦模型中的腦電活動，有助于科學家更好地了解神經(jīng)疾病以及危險化學物質(zhì)如何影響大腦。相關論文17日發(fā)表在《科學進展》雜志上。
腦類器官也稱為“迷你大腦”，是實驗室培養(yǎng)的人腦細胞球，它模仿了大腦的一些結(jié)構(gòu)和功能。“為微型器官創(chuàng)造微型儀器是一項挑戰(zhàn)，但這項發(fā)明是新研究的基礎。”微型電極帽的發(fā)明者之一、約翰斯·霍普金斯大學的化學和生物分子工程師大衛(wèi)·格拉西亞斯說，“這為理解人腦的發(fā)育和工作提供了一個重要工具。”
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，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。
受普通電極帽的啟發(fā)，研究小組利用帶有導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?qū)φ麄€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。預計該數(shù)據(jù)將優(yōu)于傳統(tǒng)電極的電流讀數(shù)。
研究人員表示，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物質(zhì)，如殺蟲劑、阻燃劑等是否會導致大腦發(fā)育問題。此外，他們還希望這種微型帽能減少傳統(tǒng)測試化學物質(zhì)所需的動物數(shù)量。
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