【给你讲Nature】人类脑细胞在小鼠脑里“安家”：体积涨5倍、接上神经网络，还长出人脑专属神经元！

合集 · 脑、心理、认知神经科学 (90)

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每天给你讲最新的热点研究。

本期我们聊的一项把人类大脑类器官“种”进小鼠颅腔的《自然》研究：

🧠 Developmental xenocortication using human-derived organoids in mice

原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-11032-2

你有没有想过：如果大脑里负责高级认知的区域——大脑皮层——完全消失了，动物还能活下去吗？

很多人会觉得，皮层是大脑的指挥中心，没了它连基本生存反射都维持不了。但过去的研究发现，没有大脑皮层的小鼠不仅能活，还能发出正常的超声波叫声。

这就引出了一个更疯狂的问题：如果把这个空缺填上——不是填小鼠的细胞，而是填上人类的脑细胞，会发生什么？

研究人类大脑发育和神经精神疾病，最大的障碍是没法直接在活人身上做实验；培养皿里能长微型脑类器官，却缺乏血管和身体环境；以前把人类类器官植入小鼠大脑，又总被长得太快的小鼠脑细胞抢占空间。斯坦福大学团队做了一个大胆的决定：既然空间有限，不如直接把小鼠自己的大脑皮层基因敲除掉，换成人类的——他们管这叫“异种皮层化”。

本期视频，我们一起看看这场“换脑”实验的惊人结果：

✂️ 研究者通过基因手段，在表达Emx1的皮层祖细胞里敲除细胞分裂必需因子Esco2，让小鼠的大脑皮层和海马体自然消失，为人类细胞腾出发育空间（使用免疫缺陷小鼠避免排斥）；

🌱 植入的人类类器官在两到三个月内体积增长了近五倍，占据了原本皮层空间的91.9%——没有小鼠皮层细胞竞争，它们终于能放开长大；

🔌 它们不仅长大了，还和宿主的神经系统接上了线：移植物神经纤维沿皮层下结构原有路径延伸至下丘；用狂犬病毒逆向追踪发现，小鼠大脑深处的丘脑、苍白球等区域竟向人类移植物投射了神经纤维——外来建筑不仅站稳脚跟，还自己铺设光纤、接入城市电网；

🧵 最特别的发现：移植物中长出了冯·伊科诺莫神经元——一种只存在于人类和少数大型脑部动物中的梭形神经元，与社交认知有关，在自闭症、额颞叶痴呆中特别易损；培养皿类器官里21万个细胞只有3个像它，而嵌合小鼠里比例高得多——说明活体环境的某种信号，是触发这些特殊神经元成熟的关键；

⚡ 它们真的在工作：钙成像和电生理记录显示，移植物有自发、同步的爆发式电活动，并且与小鼠的面部运动高度相关；不过它们的发育阶段仅相当于人类胎儿的中孕期，只是早期神经发育的网络震荡，不会产生意识；

🧪 行为上，嵌合小鼠在Y迷宫测试中工作记忆恢复到了接近正常水平；让小鼠经历5小时低氧环境模拟早产儿缺氧缺血，人类移植物出现强烈缺氧反应和炎症增生，而相邻小鼠组织反应轻微，嵌合小鼠还表现出类似脑瘫的共济失调样步态缺陷——能在活体里特异观察到人类细胞对损伤的反应；

⚠️ 当然也有局限：移植物还没有成熟的抑制性神经元、没有真正的人类六层皮层结构，用于药物测试只能反映发育早期状态；而如果把这项技术推向灵长类甚至更成熟的人类组织，将面临巨大的伦理挑战——研究从一开始就有生物伦理学家深度参与。

这项研究告诉我们：

我们终于有了一个既包含人类神经元、又有血管、有身体环境、有行为输出的活体系统——人类神经发育和疾病研究，从此有了一块前所未有的试验田。

但它的边界也提醒我们：科学探索走得越远，越要问清楚——我们是在治疗疾病，还是在创造新的生命形式？

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