“迷你”人腦可能變得有意識并能感受疼痛

2019-10-22 17:58:29 來源: 科技日報 作者: 劉霞


圖片說明:10月齡豌豆粒大小的人腦類器官   圖片來源:美國《新聞周刊》網站

科技日報記者 劉霞

近年來,科學家們在類器官領域取得了令人矚目的進展。但隨著技術突飛猛進的發展,道德底線能否很好地守住呢?

有鑒于此,一些研究人員將在日前于芝加哥舉行的神經科學協會會議上發表演講,討論類器官研究的倫理意義。

他們指出,一些研究類器官的科學家有可能越過道德界線,無意間讓他們制造出的生物組織變得有意識。

類器官領域發展突飛猛進

美國《新聞周刊》網站10月21日報道,經過近十年的發展,科學家們已經能在實驗室利用干細胞培育、分化、自組裝成各種類似人體組織的三維結構,制造出肝臟、胰臟、胃、心臟、腎臟甚至乳腺等在內的各種類器官。

總體而言,這些類器官不會造成太大問題,并且可以極大地促進生物醫學研究的發展。這些類器官可謂神奇的“多面手”,它能夠讓我們更好地理解生物發育;助我們治愈疾病。有了類器官,研究人員可以深入觀察人體的變化、檢驗藥物的功能以及發展實驗室層面的再生治療法。

隨著生命科學的不斷發展,人類想要更好地了解自己,攻克各種疑難雜癥,已不能僅僅滿足于在動物模型上試驗,復制和重建人類器官成為很多科學家的當務之急。

人腦類器官首次檢測到腦電波

在類器官領域,最引人注目的是人腦類器官。因為這些器官可能揭開人體最大的奧秘:我們的大腦內部發生了什么,使我們與其他動物不同,以及找到我們之所以成為人類的真相。

人腦類器官一直被用來研究精神分裂癥和自閉癥等,研究人員希望利用類器官研究從阿爾茨海默癥到帕金森癥等一系列腦病,以及老年性黃斑變性等眼病。

截至目前,存在的大腦類器官的大小與小扁豆大致相同,并且包含(相對較小)200萬到300萬個細胞。而相較之下,人腦擁有數十億個細胞。

但隨著技術的不斷發展,大腦類器官越來越高級,而且,有些研究人員在這些類器官中檢測到大腦活動。

在《細胞干細胞》今年9月發表的一項研究中,加州大學圣迭戈分校的研究人員探測到了大腦類器官產生的腦電波。研究人員寫道,他們觀察到的腦電波模式類似于發育中的人類嬰兒大腦。研究人員稱,在這一發現的基礎上,科學家可以利用這些微型大腦來研究大腦發育、對疾病建模,以及了解大腦的演化。

據悉,在這項最新研究中,研究人員培養出的大腦類器官,由人類多功能干細胞分化而來。通過將干細胞置于模擬大腦發育環境的培養環境中,干細胞分化成不同類型的腦細胞,并組織成類似于發育中的人腦的三維結構。

研究小組在大約兩個月時就探測到來自類器官的腦電波。在4到6個月的時間里,實驗室培養的細胞電活動達到了“前所未有”的水平;而且,根據細胞電活動可以推測出類器官中的神經元已經建立了數十億個連接。

此外,在最近的一項研究中,哈佛大學的研究人員發現,生長了8個月的大腦類器官形成了它們自己的神經元網絡,這些網絡有活力,對光線有反應。而在圣迭戈索爾克生物研究所的弗雷德·蓋奇領導的另一項研究中,研究人員把人腦類器官移植到老鼠大腦中,發現它們與老鼠的血液供應連接起來,并萌生了新的聯系。

會感到疼痛嗎?

研究負責人艾里森·穆特里指出,該實驗和其他類似實驗提出的另一個問題是,這些“迷你大腦”是否有可能獲得意識,如果它們獲得了意識,這些實驗是否會使它們感到痛苦等問題。

加州大學舊金山分校的神經學家阿諾德·克里格斯坦認為,這些大腦類器官還沒有發育到可以被認為具有意識的程度。

加州綠色神經科學實驗室主任伊蘭·奧海恩將在會議上發言,他說:“我們不希望在讓某些東西可能遭受痛苦的情況下進行實驗。”

奧海恩主張進行更全面的核查,以降低相關研究和研究人員跨越道德底線的風險,并凍結可能使類器官變得有意識或涉及將人腦類器官植入其他動物(如小鼠)的研究。

這并非科學家首次提出人腦類器官可能面臨的這一倫理問題。2018年,一個由生物學家和哲學家組成的小組討論了涉及人腦替代物(包括離體腦組織、嵌合體以及大腦類器官等)的研究所涉及的問題。

當時,作者在《自然》雜志撰文指出:“如果研究人員能夠在實驗室中創造出似乎具有意識的大腦組織,那么該組織是否應該得到我們給予人類或動物研究對象同等的保護?”

該開始討論指導方針了。

據英國《衛報》報道,斯坦福大學法律和生物科學中心主任漢克·格里利稱,就目前而言,大腦類器官還沒有復雜到立即引起人們的擔憂。但如果類器官能夠感知和對可能導致疼痛的刺激做出反應,這種擔憂就會變得較為嚴重。但他也說:“我對是否有人達到或接近那一點深感懷疑。”

倫理、法律和生物科學的社會意義方面專家尼塔·法拉哈尼表示:“開展(人腦類器官)相關研究以減輕人類因大腦受損而造成的痛苦至關重要,但如何讓這一領域的一些進展處于道德框架內,仍需要我們想辦法解決。”

穆里特則指出:“任何技術的應用都有好的方面,也有壞的方面,但作為人類社會而言,我們要同時看到這兩方面……我認為腦類器官也會朝著同樣的方向發展。”

  

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責任編輯: 左常睿
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