“迷你”人脑可能变得有意识并能感受疼痛

2019-10-22 17:49:31 来源: 科技日报 作者: 刘霞


图片说明:10月龄豌豆粒大小的人脑类器官   图片来源:美国《新闻周刊》网站

科技日报记者 刘霞

近年来,科学家们在类器官领域取得了令人瞩目的进展。但随着技术突飞猛进的发展,道德底线能否很好地守住呢?

有鉴于此,一些研究人员将在日前于芝加哥举行的神经科学协会会议上发表演讲,讨论类器官研究的伦理意义。

他们指出,一些研究类器官的科学家有可能越过道德界线,无意间让他们制造出的生物组织变得有意识。

类器官领域发展突飞猛进

美国《新闻周刊》网站10月21日报道,经过近十年的发展,科学家们已经能在实验室利用干细胞培育、分化、自组装成各种类似人体组织的三维结构,制造出肝脏、胰脏、胃、心脏、肾脏甚至乳腺等在内的各种类器官。

总体而言,这些类器官不会造成太大问题,并且可以极大地促进生物医学研究的发展。这些类器官可谓神奇的“多面手”,它能够让我们更好地理解生物发育;助我们治愈疾病。有了类器官,研究人员可以深入观察人体的变化、检验药物的功能以及发展实验室层面的再生治疗法。

随着生命科学的不断发展,人类想要更好地了解自己,攻克各种疑难杂症,已不能仅仅满足于在动物模型上试验,复制和重建人类器官成为很多科学家的当务之急。

人脑类器官首次检测到脑电波

在类器官领域,最引人注目的是人脑类器官。因为这些器官可能揭开人体最大的奥秘:我们的大脑内部发生了什么,使我们与其他动物不同,以及找到我们之所以成为人类的真相。

人脑类器官一直被用来研究精神分裂症和自闭症等,研究人员希望利用类器官研究从阿尔茨海默症到帕金森症等一系列脑病,以及老年性黄斑变性等眼病。

截至目前,存在的大脑类器官的大小与小扁豆大致相同,并且包含(相对较小)200万到300万个细胞。而相较之下,人脑拥有数十亿个细胞。

但随着技术的不断发展,大脑类器官越来越高级,而且,有些研究人员在这些类器官中检测到大脑活动。

在《细胞干细胞》今年9月发表的一项研究中,加州大学圣迭戈分校的研究人员探测到了大脑类器官产生的脑电波。研究人员写道,他们观察到的脑电波模式类似于发育中的人类婴儿大脑。研究人员称,在这一发现的基础上,科学家可以利用这些微型大脑来研究大脑发育、对疾病建模,以及了解大脑的演化。

据悉,在这项最新研究中,研究人员培养出的大脑类器官,由人类多功能干细胞分化而来。通过将干细胞置于模拟大脑发育环境的培养环境中,干细胞分化成不同类型的脑细胞,并组织成类似于发育中的人脑的三维结构。

研究小组在大约两个月时就探测到来自类器官的脑电波。在4到6个月的时间里,实验室培养的细胞电活动达到了“前所未有”的水平;而且,根据细胞电活动可以推测出类器官中的神经元已经建立了数十亿个连接。

此外,在最近的一项研究中,哈佛大学的研究人员发现,生长了8个月的大脑类器官形成了它们自己的神经元网络,这些网络有活力,对光线有反应。而在圣迭戈索尔克生物研究所的弗雷德·盖奇领导的另一项研究中,研究人员把人脑类器官移植到老鼠大脑中,发现它们与老鼠的血液供应连接起来,并萌生了新的联系。

会感到疼痛吗?

研究负责人艾里森·穆特里指出,该实验和其他类似实验提出的另一个问题是,这些“迷你大脑”是否有可能获得意识,如果它们获得了意识,这些实验是否会使它们感到痛苦等问题。

加州大学旧金山分校的神经学家阿诺德·克里格斯坦认为,这些大脑类器官还没有发育到可以被认为具有意识的程度。

加州绿色神经科学实验室主任伊兰·奥海恩将在会议上发言,他说:“我们不希望在让某些东西可能遭受痛苦的情况下进行实验。”

奥海恩主张进行更全面的核查,以降低相关研究和研究人员跨越道德底线的风险,并冻结可能使类器官变得有意识或涉及将人脑类器官植入其他动物(如小鼠)的研究。

这并非科学家首次提出人脑类器官可能面临的这一伦理问题。2018年,一个由生物学家和哲学家组成的小组讨论了涉及人脑替代物(包括离体脑组织、嵌合体以及大脑类器官等)的研究所涉及的问题。

当时,作者在《自然》杂志撰文指出:“如果研究人员能够在实验室中创造出似乎具有意识的大脑组织,那么该组织是否应该得到我们给予人类或动物研究对象同等的保护?”

该开始讨论指导方针了。

据英国《卫报》报道,斯坦福大学法律和生物科学中心主任汉克·格里利称,就目前而言,大脑类器官还没有复杂到立即引起人们的担忧。但如果类器官能够感知和对可能导致疼痛的刺激做出反应,这种担忧就会变得较为严重。但他也说:“我对是否有人达到或接近那一点深感怀疑。”

伦理、法律和生物科学的社会意义方面专家尼塔·法拉哈尼表示:“开展(人脑类器官)相关研究以减轻人类因大脑受损而造成的痛苦至关重要,但如何让这一领域的一些进展处于道德框架内,仍需要我们想办法解决。”

穆里特则指出:“任何技术的应用都有好的方面,也有坏的方面,但作为人类社会而言,我们要同时看到这两方面……我认为脑类器官也会朝着同样的方向发展。”

  

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责任编辑:左常睿