大腦就像一張縱橫交錯(cuò)的路網(wǎng)。突觸像鄉(xiāng)村公路，連接相鄰神經(jīng)細(xì)胞；厚神經(jīng)束如同高速公路，連接大腦不同區(qū)域。但科學(xué)家尚未對(duì)這些厚神經(jīng)束，包括連接左右半腦或大腦前后部的神經(jīng)束，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。在一項(xiàng)最新研究中，奧地利科學(xué)家成功開(kāi)發(fā)出這些神經(jīng)束的類(lèi)器官模型，有助進(jìn)一步揭示大腦奧秘。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《細(xì)胞·干細(xì)胞》雜志。

研究負(fù)責(zé)人之一、維也納醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)放射科醫(yī)生格雷戈?duì)枴たㄋ蛊杖鸨硎荆蓦阵w是連接左右半腦的橋梁，是一條使用量特別大的“信息高速公路”。但在極少數(shù)情況下，這種連接在發(fā)育過(guò)程中無(wú)法形成。在妊娠第18周左右的篩查中，醫(yī)生可以借助磁共振成像技術(shù)檢測(cè)到胎兒的這一情況，獲得胎兒大腦及缺失的胼胝體和相關(guān)不規(guī)則結(jié)構(gòu)的精確圖像。

在約10%上述罕見(jiàn)病例中，ARID1B基因突變是造成這種缺陷的原因。研究團(tuán)隊(duì)指出，ARID1B突變應(yīng)該與胼胝體缺失有關(guān)，但迄今科學(xué)家對(duì)導(dǎo)致這種缺陷的分子機(jī)制一無(wú)所知。

在最新研究中，卡斯普瑞等人使用兩名ARID1B突變患者的血細(xì)胞作為起始材料，產(chǎn)生了干細(xì)胞，并從中開(kāi)發(fā)出三維大腦類(lèi)器官。這些大腦類(lèi)器官攜帶ARID1B基因突變，就像一個(gè)大腦“信息高速公路”模型，使他們能夠研究這種突變?nèi)绾斡绊戦L(zhǎng)程軸突的發(fā)育。結(jié)果顯示，ARID1B突變大大影響了左右腦的連接性。ARID1B突變導(dǎo)致負(fù)責(zé)神經(jīng)元成熟和軸突生成的基因表達(dá)減少，無(wú)法產(chǎn)生長(zhǎng)程軸突來(lái)連接左右半腦。