
不久前,中国天舟九号货运飞船成功发射,奔赴中国空间站。此次任务搭载了一位极其特殊的“乘客”:一张仅有信用卡大小的“脑类器官芯片”。这个由中国科学院大连化学物理研究所研发的国际前沿装置,将在太空环境中开展前所未有的脑科学研究。
那么,这个神奇的“脑类器官芯片”能用来研究哪些科学问题?我们一起来解析这个“微型大脑”的奥秘。
想象一下,从一小块皮肤上提取的细胞,经过科学家的精心“重编程”,就能变身为具有无限潜能的诱导多能干细胞。这些神奇的细胞在特制的微型生态箱里培养一段时间后,竟能自发组织、生长、分化,最终形成一个微缩版的人脑结构——这就是被誉为现代生物医学革命性工具的“脑类器官”。
培育出了脑类器官,可以用来做什么呢?其中最令人震撼的应用之一,是直接在培养皿中“重建”人类脑部疾病,特别是那些难以在动物模型中完美复现的神经发育障碍。
此次搭载天舟九号货运飞船奔赴中国空间站的“脑类器官芯片”,其核心正是利用人类干细胞构建的脑类器官。
这个芯片内的“迷你大脑”并非简单结构,它包含了人类大脑的多种神经细胞、免疫细胞,并正在尝试模拟包括微血管网络在内的复杂脑环境,能够真实地模拟人脑的微环境和功能。
科学家们将其送入太空,目标直指一个困扰航天医学已久的问题:长期驻留在太空可能影响宇航员的认知功能(如头晕、睡眠障碍、注意力下降),或许,通过“迷你大脑”可以研究太空环境对人类大脑的影响机制,为太空的长期驻留生存和健康保障提供新的策略。
同时,空间站的多种环境因素被认为会加速细胞和组织器官的老化,通过观察“迷你大脑”在太空中的变化,科学家希望能找到与神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)相关的关键生物标记物和变化机制。