长期以来，人类大脑发育、精神疾病和神经退行性疾病的复杂机制研究一直受限于活体人脑皮层组织的难以获取。尽管3D干细胞衍生的脑类器官为细胞病理学研究提供了前所未有的窗口，但在实验室培养皿中培养限制了它们的寿命、血管化和回路成熟。

此前将人类类器官移植到啮齿动物模型中的尝试提供了一部分解决方案，但组织总是遇到物理瓶颈：坚硬的颅骨边界和密集的啮齿动物神经结构带来的竞争性抑制，阻碍了人类移植物达到完整的形态和功能规模。现在，Sergiu Pașca博士领导的研究团队在《自然》（Nature）杂志上发表了一项研究，通过发育工程绕过了这一障碍。

研究人员通过基因工程技术，使小鼠在发育过程中大脑皮层体积严重减少，几乎缺失了大脑半球的外层皮质。这种方法为人类脑类器官创造了一个生理生态位，使其得以定植、血管化并构建复杂的、功能性的神经系统。

移植到皮层缺失腔体后，人类脑类器官蓬勃生长。组织扩增并填补了空隙，组织成与真实人脑皮层组织高度相似的分层结构和复杂微结构。至关重要的是，体内（in vivo）环境提供了标准培养箱无法复制的生物学信号。这些移植物产生了多种人类神经元和胶质细胞，包括科学家们在体外（in vitro）培养中一直难以获得的独特神经亚型。

人类神经元不再是孤立的细胞群落，而是将投射轴突延伸到整个宿主中枢神经系统。电生理学和解剖学追踪证实，人类移植物与宿主小鼠脑干建立了功能性突触连接，并向下延伸至脊髓，将人类细胞机制与啮齿动物的运动执行网络连接起来。

为了测试移植的人类皮层是否影响功能输出，研究人员对这些动物进行了一系列行为范式评估。与未接受移植的皮层缺失小鼠相比，携带人类类器官移植物的小鼠在运动协调和记忆表现方面显示出显著差异。

该团队还展示了该平台作为实验性疾病测试平台的作用。通过将这些嵌合模型暴露于缺氧损伤（一种导致围产期中风和脑瘫的缺氧状态），研究人员观察到步态和运动方面的细微、可测量的变化。这证实了该混合平台能够将人类组织内的细胞水平损伤转化为活体生物体中清晰的行为读数。

由于该平台模糊了人类细胞结构和动物生理学之间的传统界限，研究人员强调所有实验都严格遵守了严格且专门的伦理协议。作者呼吁科学家、生物伦理学家和监管机构之间进行积极、持续的讨论，以制定正式的指导方针，解决脑类器官嵌合体的社会、临床和伦理细微差别。

展望未来，研究团队希望该系统能够通过在活体宿主中直接测试针对成熟人类神经回路的潜在药物，从而加速难治性神经发育障碍的治疗。