实验室培育的“迷你大脑”使科学家能够在不干扰活人大脑的情况下研究大脑连接，现在一项新的研究利用这些缩小的模型来识别与 精神分裂症和双相情感障碍相关的神经特征。

这些豌豆大小的大脑模型，也被称为 类器官，是由美国约翰·霍普金斯大学的研究团队培育而成。未来，它们有望帮助精准定位大脑异常，从而为后续治疗提供靶点。

目前，精神分裂症和双相情感障碍的诊断主要依据患者的临床症状，而非生物学标志物。这种新方法有望为识别这些精神疾病提供更客观、更可靠的手段。

“精神分裂症和双相情感障碍很难诊断，因为大脑中没有任何特定部位会停止运作，”约翰·霍普金斯大学的生物医学工程师安妮·卡图里亚说。

“帕金森病是另一种神经系统疾病，医生可以根据多巴胺水平对帕金森病进行诊断和治疗，尽管目前还没有彻底治愈的方法，但帕金森病中并没有特定的酶发生反应 。”

利用来自 24 名志愿者的细胞样本培养出了微型大脑。(Cheng 等人，

研究人员利用来自被诊断患有精神分裂症或双相情感障碍的患者以及未被诊断患有任何精神疾病的人的血液和皮肤细胞，构建了脑类器官。这使得研究人员能够研究三类微型大脑。

这些类器官被放置在微芯片上进行分析，并连接到各种传感器上。它们的直径只有3毫米（约十分之一英寸），经过基因工程改造，可以生长出大脑前额叶皮层的神经细胞类型。该区域在“高级”认知功能（例如计划和决策）中发挥着重要作用。

借助经过训练能够检测神经通讯模式的机器学习算法，研究团队识别出了精神分裂症和双相情感障碍特有的神经元活动。这些特征足以以 83% 的准确率正确标记类器官中细胞的来源。

当对微型大脑进行电刺激时，准确率上升到 92%，这表明当大脑积极参与和工作时，独特的神经元行为会更加明显，也更容易被发现。

“至少从分子层面来说，我们可以检查在培养皿中制造这些大脑时出了什么问题，并根据这些电生理特征区分来自健康人、精神分裂症患者或双相情感障碍患者的类器官，”卡图里亚说。

尽管这些微型大脑很有用，但它们的复杂程度和功能远不及真正的大脑。因此，在将本研究中发现的模式与真实人脑的神经特征进行匹配方面，还有大量工作要做。

然而，这些都是了解精神分裂症或双相情感障碍患者大脑功能差异的重要指标。对这些疾病如何改变大脑活动了解的每一步进展，都使研究人员离改进治疗方法更近一步。

“我们希望将来不仅能通过脑类器官确诊患者是否患有 精神分裂症或双相情感障碍，还能开始在类器官上测试药物，找出哪些药物浓度可能有助于他们恢复健康状态，”卡图里亚说。

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