2025年7月30日，美国约翰斯·霍普金斯大学的研究团队宣布成功培育出一种新型“全脑”类器官，该类器官不仅包含多个脑区的神经组织，还具有初步的血管结构，标志着脑科学研究领域取得重大突破。这一成果发表在《先进科学》杂志上，展示了首次将各个脑区组织成功整合为一个统一运作的类器官，为自闭症、精神分裂症等复杂神经精神疾病的研究提供了新的工具和方向。
据研究团队介绍，这种新型“全脑”类器官是在实验室条件下通过高度复杂的细胞培养技术构建而成的。研究人员从人体皮肤组织中提取细胞，并将其改造为类似胚胎干细胞的结构，随后在特定的培养基中进行三维培养，最终形成了具有多个脑区结构的类器官。值得注意的是，该类器官不仅在形态上接近真实大脑，而且在功能上也表现出与真实大脑相似的神经活动特征，这为科学家们提供了更接近人类大脑的实验模型。
这一突破的意义在于，它为研究人员提供了一个更加复杂和真实的脑部疾病研究平台。以往，科学家们主要依赖于单一脑区的类器官模型，而这些模型在模拟复杂脑部疾病时存在一定的局限性。相比之下，新型“全脑”类器官能够更好地模拟大脑中不同脑区之间的相互作用，从而帮助研究人员更深入地理解疾病的发病机制。例如，利用家族性阿尔茨海默病患者的诱导多能干细胞培养出的类脑器官，已经观察到了与疾病相关的关键病理特征，如τ蛋白的过度磷酸化和Aβ的聚集。此外，该类器官还可以用于研究环境污染物对神经系统的毒性作用，例如镉和砷等重金属对神经细胞的损害机制。
除了在基础研究中的应用，新型“全脑”类器官还为药物筛选和新药研发提供了新的可能性。由于其高度的生物相似性，该类器官可以作为药物测试的替代模型，帮助研究人员评估药物对神经系统的潜在影响，并优化药物的疗效和安全性。例如，三维导电聚合物微纳电极的应用，使得研究人员能够实时监测药物对神经活动的调控效果，从而为药物的神经毒性评价提供全面的数据支持。此外，该类器官还可以用于模拟脑机接口技术，探索如何通过神经信号控制外部设备，为未来的神经康复和人机交互技术提供理论支持。
尽管这一成果令人振奋，但科学家们也指出，目前的“全脑”类器官仍处于早期发展阶段，其复杂性和成熟度仍有待进一步提高。例如，虽然该类器官已经具备初步的血管结构，但其血管网络的复杂性和功能仍需进一步完善。此外，如何将该类器官应用于临床治疗，仍然是一个需要解决的重要问题。然而，随着技术的不断进步，科学家们相信，未来几年内，这类类器官将在脑科学研究和医学应用中发挥越来越重要的作用。
值得一提的是，近年来，类器官技术在全球范围内取得了显著进展。例如，2024年10月，环特生物发布了两款自主研发的新品——hiPSC诱导分化的全脑类器官和肺类器官试剂盒，这些产品为精准医学、个性化疾病建模等领域提供了新的工具。此外，2022年，科学家们成功培育出具有完整大脑结构的人工合成胚胎，这一成果为未来的人工器官移植提供了新的思路。这些进展表明，类器官技术正在迅速发展，并有望在未来几年内实现更多突破。
新型“全脑”类器官的诞生，不仅为脑科学研究提供了新的工具，也为神经精神疾病的治疗带来了新的希望。随着技术的不断进步，科学家们相信，未来将有更多类似的突破出现，为人类健康事业做出更大的贡献。
