具有諷刺意味的是,這種錯綜複雜的大腦細胞正在幫助科學家們理清一個更大的問題:如何幫助阿爾茨海默病患者。馬薩諸塞州理工學院的研究員馬修斯·維克多拍攝了這些在培養皿中被誘導產生的神經元,希望這種基本的腦組織能夠揭示一種新的療法為何可能緩解阿爾茨海默病的症狀。
在人類和小鼠中,健康的記憶與高水平的同步神經元有關,這些神經元同時開啟和關閉。患有阿爾茨海默病和帕金森病等神經系統疾病的人通常大腦細胞同步閃爍的次數較少。幾年前,維克多的實驗室負責人蔡立慧和她在麻省理工學院的團隊發現,當他們用每秒 40 次的聲音脈衝包圍基因易患阿爾茨海默病的小鼠時,這些齧齒動物在與記憶相關的任務中表現更好。這些動物也
失去了一些澱粉樣斑塊,這是大腦中蛋白質沉積物,是該疾病的特徵。研究人員之前進行了一項類似的研究,使用相同頻率的閃爍光,發現當聲音和光脈衝結合使用時,小鼠的病情得到了進一步改善。令人驚訝的是,小鼠神經元與每秒 40 次音訊脈衝的節奏同步,儘管這種結果背後的機制以及這種轉變改善症狀的原因仍然是個謎。為了幫助解決這個問題,研究人員希望在細胞水平上觀察腦組織對刺激物的反應。目標是有一天瞭解這種暴露療法如何對人類起作用,因此該團隊正在實驗室中培養人類腦細胞,並對其進行工程改造,使其在沒有眼睛和耳朵的情況下對聲音和光做出反應。“我們正在嘗試模仿小鼠的感官刺激,但缺少使其成為可能的許多硬體。所以這有點像駭客,”維克多說。
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這裡描繪的蔓延的神經元最初是皮膚細胞,維克多將其還原為幹細胞,然後使用關鍵遺傳化學物質的混合物,誘導其成為基本的腦組織。希望如果實驗室使用阿爾茨海默病患者的皮膚進行這種轉化過程,最終的腦細胞將類似於受影響個體的實際大腦,並且可能以患者相同的方式對聲音和光做出反應。維克多正在使用來自阿爾茨海默病患者的皮膚樣本進行轉化方案,這些患者也在死後提供了腦樣本。他說,未來幾個月他將對真實和培養皿中的腦細胞進行一些交叉比較。“一年或兩年後再來問我,我保證會給你一個更好的答案!” 維克多補充道。
