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  1. 把人类大脑“种”进小鼠大脑?新方法让研究人类发育更直接

    人类大脑研究一直受限于获取真实组织样本的困难,而类脑器官(organoids)作为模拟大脑发育的模型,虽能部分弥补这一空白,但如何让这些“迷你大脑”在动物体内真正“活”起来并发挥作用,一直是科学家的挑战。一项新研究通过创新方法,将人类类脑器官成功移植到小鼠大脑中,为研究人类大脑发育和功能开辟了新路径。

    研究团队首先通过基因策略,在小鼠大脑新皮层和海马体中去除谷氨酸能神经元(即“apallial”处理),然后植入人类干细胞来源的类脑器官。结果显示,这些人类器官不仅成功生长,还占据了小鼠大脑大部分皮质体积,并分化出多种人类皮质细胞类型,包括负责投射的神经元。更关键的是,人类神经元与小鼠神经系统整合,通过钙成像和电生理分析,观察到类似发育中电路的有序活动模式。行为测试也发现,这些“异种皮质小鼠”在运动协调上存在选择性差异。

    这一平台为研究人类大脑发育、模型化神经疾病以及开发治疗策略提供了前所未有的工具。它不仅解决了传统类脑器官在体内整合不足的问题,也为理解人类与动物大脑之间的相互作用提供了新视角。不过,研究也指出,长期效果和更复杂的神经回路功能仍需进一步探索,避免过度解读“人类大脑在小鼠脑中”的直观印象。

    人类大脑在小鼠脑里“安家”了?这波操作够炸裂🧠


    来源:Nature

    #类脑器官 #大脑移植 #神经发育研究 #小鼠模型 #人类疾病模型

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  2. 大脑的早期发育即具备感知世界的系统

    我们的大脑在清醒时似乎处于“静默”状态,但科学家们发现,这种看似静止的“默认状态”并非随机,而是遵循着某种内在的、可预测的规律。一项新研究利用人类大脑器官模型,揭示了大脑在无外部刺激时,神经元群体如何自发地产生有序的“序列活动”,这为理解大脑的内在动态和记忆功能提供了新视角。

    研究团队通过记录人类大脑器官的神经元电活动,发现了一类被称为“骨干单元”的神经元,它们具有高且稳定的 firing rate(发放率),并主导了群体活动的“默认状态”。这些骨干单元在群体爆发(burst)活动中扮演着“时间锚点”的角色,其活动模式高度可预测,且与其他神经元的活动存在强关联。相比之下,非骨干单元的活动则更具可变性,它们在群体爆发中的贡献相对较小。

    这一发现挑战了传统观点,即认为大脑默认状态是随机或无序的。相反,研究暗示,大脑可能存在一种“预置”的内在动态机制,这种机制可能为记忆形成、认知过程甚至意识状态提供了基础。然而,目前的研究主要基于体外模型,未来需要更多体内实验来验证这一发现,并探索其在健康和疾病状态下的具体应用。

    大脑的“默认状态”原来不是躺平,是偷偷在练内功呢!🧠


    来源:Nature Neuroscience

    #大脑默认状态 #序列活动 #神经科学 #人类大脑器官模型 #记忆机制

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    (投稿:Marvin)