|卫宏介绍:哈佛大学的研究人员正在利用生物芯片构建人造大脑,以检测大脑对外部刺激的反应。
智慧新闻网8月21日讯,本周一,哈佛大学科学家在《自然生物技术》杂志上发布了最新论文。
他们在论文中表示,他们在聚合物芯片上构建了一个复杂的人造大脑,并正在使用甲基苯丙胺(methamphetamine)来测试大脑的生理反应。
这项研究由哈佛大学维斯生物工程研究所的 Ben Maoz、Anna Holland 和 Edward Fitzgerald 共同领导,代表了器官芯片技术的最前沿。
这种模拟器官功能的方法将人体细胞培养物集成到微流控芯片中,并观察对新分子和刺激的反应。
研究人员选择使用甲基苯丙胺作为刺激剂,因为该药物对大脑有很强的作用,因此他们试图利用这个新系统来揭示甲基苯丙胺对神经血管系统不同部位的代谢影响。
换句话说,这些器官芯片可以让科学家观察人造大脑受药物影响的过程,从而进一步研究大脑功能。
这不仅有助于揭示常见成瘾物质对大脑的影响,为药物等成瘾物质的治疗提供信息,而且有助于开创将有用药物输送到大脑正确目标的新方法。
通过进一步的研究,科学家们希望开发出新的方法,将正确的药物输送到大脑的正确部位。
韦斯的团队试图复制血脑屏障的作用。
这种半透性过滤器就像大脑中的保镖,允许水和葡萄糖等有用物质从血液流到神经元,同时防止它们与潜在有害的分子接触。
为了人工模拟这种相互作用,科学家们将一个充满神经细胞的大脑芯片连接到两个包含内皮细胞、星形胶质细胞和周细胞(控制脑屏障的细胞类型)的脑屏障芯片。
人造血液和脊髓液流过该系统,将分子引入血脑屏障芯片,在那里它们被过滤到与血脑屏障芯片相连的大脑芯片中。
这就是冰毒发挥作用的地方。
甲基苯丙胺的最大作用之一是它增加血脑屏障的通透性,允许更多有害分子进入。
当1.5毫米的甲基化物流入血脑屏障芯片时,大约10%的剂量穿过血脑屏障进入脑芯片并与神经元结合。
通过芯片反馈的结果,我们可以模拟药物对神经的影响。
除了药物实验外,该芯片还适用于神经病理学研究。
研究人员将中风、阿尔茨海默病、脑外伤或其他疾病患者的细胞整合到芯片中,并利用基因编辑方法准确检测疾病。
Maoz、Herland 和 Fitzgerald 分别在特拉维夫大学、KTH 皇家理工学院和乌普萨拉大学的实验室中开发新的有机芯片平台。
“目前,我们在维斯研究所和实验室进行了大量涉及系统和概念的研究,”毛兹说。
“例如,在芯片上构建一个具有更多器官的微型人体。
最终,我们的目标是“在芯片系统上创建个人的单个器官”。
换句话说,研究人员将通过创建“在芯片上的人体”来实现个性化医疗。
一个微芯片。