日本名古屋大学的研究团队使用被称为“assembloids”的微小多区域大脑模型，在实验室中重建了关键的人类神经回路。通过这种方法，研究人员展示了丘脑在塑造人类大脑皮层内专门神经回路中起着至关重要的作用。该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。在患有自闭症谱系障碍等神经发育状况的人中，这些皮层回路通常发育不同或功能不正常。更清晰地理解这些神经网络如何形成是识别此类疾病生物学根源并创造更有效治疗的重要一步。研究团队首先从人类iPS细胞中分别生成皮层和丘脑类器官，然后将这些类器官融合在一起形成assembloids。研究人员观察到，来自丘脑区域的神经纤维向皮层生长，而来自皮层的纤维向丘脑延伸。这些生长的轴突彼此形成突触，与人类大脑中看到的连接非常相似。与单独皮层类器官相比，与丘脑连接的皮层组织显示出更成熟的迹象，表明丘脑-皮层通讯支持皮层生长和发育。科学家们还研究了神经信号如何通过assembloid传播，发现活动以波浪模式从丘脑进入皮层，在皮层神经元中创建同步网络。研究团队随后测量了皮层兴奋性神经元三种主要亚型的活动，发现PT和CT神经元中检测到同步信号（这两种神经元都将投射发送回丘脑），而IT神经元没有表现出相同的同步行为。这些结果表明，丘脑输入选择性地增强特定神经元类型，帮助它们在assembloid内形成协调网络并达到功能成熟。研究人员强调，他们已经在对理解人类大脑的建设性方法上取得了重大进展，相信这些发现将有助于加速发现神经系统和精神疾病的机制，以及开发新疗法。

参考文献

Nishimura, M., Osakada, F. et al. (2025). Thalamus–cortex interactions drive cell type–specific cortical development in human pluripotent stem cell–derived assembloids. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2506573122

该研究利用人类iPSC分化的皮层类器官与丘脑类器官融合形成的“assembloids”模型，揭示了丘脑的传入信号能够促进皮层神经元的成熟，并特异性地驱动皮层-丘脑投射神经元（PT和CT亚型）的同步化网络活动。该模型成功复现了丘脑-皮层环路的关键结构与功能特征。研究团队来自名古屋大学等机构。