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据最新一期美国《细胞》杂志报道，美国科学家借助人类干细胞成功培育出一个三维（3D）“微型大脑”，并发现其在结构和功能上比目前广泛使用的二维（2D）模型更接近真实大脑。这一新模型将有助于科学家更好地理解大脑发育过程，以及阿尔茨海默病或精神分裂症等神经系统疾病的发病机制。

美国索尔克研究所基因分析实验室主任约瑟夫·埃克教授指出，将人脑细胞培育为微型3D器官是一项重大突破。有了在结构上最接近实际大脑的模型，科学家就能通过观察其遗传和表观遗传特征来探究其功能，从而更深入地揭示大脑的奥秘。

多年来，细胞生物学家通过化学方法诱导胚胎干细胞在培养皿中分化成各种类型的脑细胞。研究人员可从这些单层细胞中收集大量信息，但局限性在于这些组织是2D的。2013年，欧洲研究人员开发出一种新方法，可在3D凝胶中培养胚胎脑细胞，使其分化成类似真实大脑的多层结构。然而，这些被称为类器官的迷你大脑与真实大脑之间的功能差异尚不明确。

索尔克研究所的研究人员将早期发育阶段的类器官与相同阶段的真实大脑组织进行了比较。他们发现，在细胞分化程度上，类器官比2D模型更接近真实大脑，并且类器官沿着与真实大脑早期发育非常相似的时间线进行发育。

为了创建用于分析的类器官，研究团队使用了H9人胚胎干细胞系，加入合适的化学物质，诱导这些细胞沿着神经发育通路生长60天。随后，他们分析了类器官的表观遗传学特征。细胞的表观基因组受饮食或压力等环境因素影响，越来越多地被认为与发育和精神分裂症等疾病相关。

研究人员表示，此前从未有人对脑类器官进行过表观基因组测序。此类评估对于理解大脑发育，特别是最终利用这些类器官开发神经系统疾病的治疗方法，具有重要意义。

总编辑圈点：大脑如宇宙般庞杂浩瀚，人类理解它也像认知天体那样，从点到线再到面，然后深入到多层维度，再由看得见到看不见。我们探索大脑神经元、神经回路、灰质、海马体……从细胞到基因，从基础形态到功能，从2D到3D，在这颗“大脑星球”中，学无止境！