想象一下以下轉變。一小塊豌豆大小的皮膚在鹽和血清的培養皿中分解。混合物被病毒感染，使一些細胞變小、更圓，並聚集在一起。它們變成了幹細胞。然後，再用其他鹽、血清和因子浸泡，誘導它們成為成熟的神經元。神經元分裂並組織成三維球體。在球體內部，神經元像大腦皮層中的神經元一樣分層排列。不止一個球體，而是一組微小的球體。每個球體都包含數千個神經元；每個神經元都帶有您DNA的副本。神經元之間透過電脈衝相互通訊。這些球體開始組織成看起來很像您大腦的不同腦葉和子結構的結構。一些球體甚至可能形成視杯，這是您視網膜的早期版本。這可能看起來像是神經科學家變成巫醫進行的某種反常的人類克隆形式。但它是真實的：一種新興的實驗室模型系統，有一天可能有助於治療您或您所愛的人的衰弱性神經系統疾病。
它們被稱為腦球體（或三維腦培養物或腦類器官），是一種相對較新的創造物。它們最初在2013年發表在《自然》雜誌上的一項引人注目的研究中被描述，並且是技術上最令人印象深刻的組織培養形式之一。
然而，腦球體不是什麼，與它們是什麼一樣重要。它們不是“迷你大腦”。它們不會產生思想和情感。沒有任何感官輸入，它們缺乏在物理世界中的基礎。腦球體也很小。直徑為4毫米，它們比小鼠的大腦小得多。它們如此之小，是因為真正發育中的大腦需要在其結構的整個深度中獲得大量的營養。腦球體從血清浴中獲得營養。但是，如果沒有血管網路將血清輸送到球體的更深層部分，這些部分就會飢餓。使用當前的技術將功能性迴圈系統連線到球體是不可行的，因此，在這一點上，製造更大、更發達的球體似乎不太可能。
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儘管如此，這些4毫米的腦球體在原樣下或經過一些定製修改後仍然有用。最近在《自然方法》雜誌上發表的論文透過使用腦球體研究您大腦中一種重要的細胞型別（稱為少突膠質細胞）和一種與其功能障礙相關的罕見疾病，說明了這一點。少突膠質細胞形成一種稱為髓鞘的脂肪鞘，該鞘包裹著軸突，軸突是您的神經元用來與其他神經元通訊的長突起。可以將其視為銅線周圍的橡膠絕緣層。沿著軸突傳播的電訊號需要髓鞘來維持電荷並快速傳輸訊號。透過在標準的腦球體方法中新增幾個步驟，作者製作了包含神經元和少突膠質細胞的球體，這些少突膠質細胞像在大腦中一樣包裹著神經元的軸突。
這些被稱為寡突皮質球體的結構更像一個真正發育中的大腦。但更重要的是，作者表明，寡突皮質球體可用於研究損害少突膠質細胞發育和髓鞘形成的疾病。首先，作者用兩種 FDA 批准的“促髓鞘形成”藥物處理了他們的寡突皮質球體，並在球體中看到了加速的少突膠質細胞發育和髓鞘形成。接下來，他們製作了新的球體，其中幹細胞攜帶在佩利措伊斯-梅爾察巴赫病中看到的基因突變，這是一種罕見的遺傳性疾病，會導致發育過程中髓鞘形成缺陷。佩利措伊斯-梅爾察巴赫病的預後很差，目前的治療方法只是姑息性的。作者表明，攜帶突變的球體在髓鞘形成方面存在缺陷，模仿了佩利措伊斯-梅爾察巴赫病的病理學。值得注意的是，一種尚未獲得批准的藥物改善了其中一種模擬疾病的球體中的髓鞘形成。
這一發現對於支援患有佩利措伊斯-梅爾察巴赫病的親人的家庭來說是個好訊息。但是，佩利措伊斯-梅爾察巴赫病是一種罕見疾病，影響1/200,000 到 1/500,000 人。然而，總體而言，罕見病並不罕見。人類孟德爾遺傳線上 (OMIM) ——彙編了有關遺傳疾病的概況和統計資料——有 3,486 種遺傳性神經系統疾病的條目。這些疾病大多影響分佈在全球各地的一小部分患者。數量少使得協調臨床試驗幾乎不可能。更復雜的是，像佩利措伊斯-梅爾察巴赫病這樣的罕見病可能導致一系列症狀和嚴重程度，並具有不同的治療需求。另一種方法是讓醫療保健提供者在患者自己的腦球體上測試一種藥物或藥物組合，該腦球體由他們自己的皮膚細胞製成。
然而，這項技術不會很快出現在神經科診所中。在腫瘤學領域，其在開發類器官模型方面已經超越了神經科學，個性化類器官在臨床實踐中的實施仍然需要數年時間。此外，還需要為不同的疾病過程量身定製不同型別的球體，例如為佩利措伊斯-梅爾察巴赫病量身定製的寡突皮質球體。使用患者自身培養的組織來定製他們的治療方案並不是一個新提議。但是，腦球體使一種新型的個性化醫學感覺更接近於在神經科實現。