依托行業領先的成像技術，布魯克助力神經研究取得新突破
【化工儀器網 廠商報道】10月18日，斯坦福大學的研究團隊首次將干細胞衍生的人類皮質器官(hCOs)成功移植到發育中的大鼠體感皮層，其研究項目“移植人類皮質器官的成熟發育和腦電路成功整合”于2022年10月12日在《自然》雜志上發表，文章證明了人類衍生的細胞能夠完全整合到大鼠的神經系統。
據悉，斯坦福大學的團隊能夠使移植的細胞與發育中的大鼠組織一起生長和分化，產生強大的細胞多樣性，并在整個大腦中建立功能連接。他們使用多種方法監測這些hCO植入物的發展和功能。為了確認植入物的位置和生長狀況，他們使用布魯克BioSpec 7T MRI 系統對移植的大腦進行成像。
在這一過程中，一旦hCO移植被確認并允許細胞生長后，他們就使用布魯克Ultima 2Pplus多光子顯微鏡設備探測完全整合的人類細胞的感觀反應。研究人員結合電生理記錄和光遺傳刺激，證明這些hCO移植與嚙齒動物大腦的其他部分的形成了真正腦電路融合。這為簡化在腦電路水平上測量人類神經系統疾病奠定了基礎，實現了技術上的突破。
人類的神經系統疾病是極為復雜，由于許多并發癥是由腦電路層面的功能和整合問題引起的，所以難以完全理解。因為研究者只能以最不具侵入性的方式監測活動，而且人腦的發育窗口很長，因此對人體的直接工作受到嚴重限制。患者衍生的培養細胞只能回答神經元功能障礙的基本問題，無而法發育成功能齊全的電路。
2015年，斯坦福大學的研究人員開始培養神經組織的三維細胞簇--皮質器官。這些器官作為一種體外分析人類疾病的方法研究的前景十分廣闊，因為其發展成為了分化的細胞類型(包括膠質細胞)。它們還顯示出與體內所見相似的活躍模式，因此，至少在局部水平上可以觀察到更多的電路級功能障礙，使用這些干細胞衍生的器官來研究完整的神經系統中的電路功能的需求一直非常強烈。
為了進一步評估植入物揭示與體內已知病癥相關的表型變化的能力，研究團隊將健康細胞系的hCOs以及患有神經發育疾病蒂莫西綜合癥(TS)的細胞植入大鼠體內。TS細胞表現出樹突形態的改變，與其他方法觀察到的一致，表明這種方法對于檢查大腦功能和發育的遺傳性疾病是可行的。因此，在活體內，利用人類產生的細胞與一個完整的神經系統融合來研究神經障礙的模型已經完成。
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