神经元网络在三维人体“瀑样”
病人折磨了自杀的念头让他的精神病学家的几缕头发。她干细胞来自他们成长崭露头角的脑组织窝藏的秘密他独特的疾病在培养皿中。她用基因工程个性化治疗的信息纠正他的大脑电路功能。只是科幻小说吗?是的,但是……
发展“disease-in-a-dish”技术,由美国国立卫生研究院(NIH),是拉近了一天这样一个看似未来个性化医疗场景可能不那么牵强。科学家们完善迷你培养的三维结构,生长和功能就像外地幔-关键工作组织,或皮质——大脑的人从他们。引人注目的是,这些“瀑样”巴兹与神经元网络的活动。细胞在电路与彼此交谈,就像他们在我们的大脑。
Sergiu Pasca,医学博士,帕洛阿尔托斯坦福大学的CA,首次和他的同事们,他们所谓的“人类的皮质球状体,”杂志上自然方法。
“有惊人的进步在这个领域在过去的几年里,”Thomas r . Insel说,医学博士美国国立卫生研究院的主任,国家心理健康研究所,研究提供了大部分的资金。“皮质球状体生长状态的表达功能连通性,允许建模和对精神疾病的认识。他们甚至不开始方法整个人类大脑的复杂性。但这不是正是我们需要学习障碍的脑电路。当我们寻求进步这一承诺巨大的潜在好处的病人,我们想到他们存在的伦理问题。”
在新的研究中,科学家们开发了一种方法来研究神经元分化的干细胞来自患者的皮肤细胞——使用技术被称为诱导多能干细胞(万能)。他们甚至产生原始被哄骗瀑样神经元和支持细胞组织本身,模仿大脑的结构。但这些缺乏所需的复杂电路甚至开始模仿我们的大脑的工作方式。
神经元和支持细胞层形成球状体和组织本身根据人类大脑发展的体系结构和网络。信贷:Sergiu Pasca,医学博士斯坦福大学,
基于一种改进,简化方法生产万能,Pasca团队的cortex-like港球状体健康的神经元支持一个更自然的网络支持神经胶质细胞,导致更多的功能性神经连接和线路。像大脑发育,神经元通过神经网络层和彼此说话。球体技术比之前更一致的瀑样在产生同样的cortex-like结构重复实验。
崭露头角的皮质也有助于分析使用常规大脑切片方法。所以,在一个科幻的未来,它可能揭示电路出现问题在发展中皮层大脑紊乱的一个特定的个体。
“虽然这项技术还成熟,有巨大的潜力更准确地使用这些化验开发、测试新的治疗方法的安全性和有效性之前用于患有精神疾病,”David Panchision说博士,NIMH为干细胞研究项目主任。
接下来是什么?也许发展的多个神经元亚型通常填充皮层,以及长途这个cortex-like结构之间的连接和其他——有待开发瀑样结构。
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出版
Pasca SPet al。功能性皮质神经元和星形胶质细胞从人类多能干细胞在3 d的文化。在线发表的自然方法,2015年5月25日。doi: 10.1038 / nmeth.3415
