文章來源：神經現實
我們正處於類器官的潮流中，這些微型器官模型正快速取得令人興奮的新進展，而類腦器官是其中最有趣的一個。類腦器官於2013年首次被提出，這些「迷你大腦」被用來模擬和研究遺傳疾病、主要精神疾病、阿茲海默症等神經退行性疾病，甚至人類演化。
迷你大腦僅有豌豆大小，卻能夠重現關鍵的腦功能。它們是近期的研究熱點，科學家認為它們能夠最終用於模擬目前不適合在嚙齒類或其他動物身上研究的神經疾病。
神經元（橙色）與納米線陣列接觸的彩色掃描電鏡圖像 圖片來源：Thiago Arzua， Massive Science 過去的研究曾成功發現了與這些疾病有關的基因和蛋白質改變，然而，研究患病大腦的功能改變，即患者的神經元如何工作，又如何與其他細胞相互作用，這仍然是一個挑戰。神經元通過傳輸電信號互相交流，所以要想全面了解它們如何工作，就應研究電學層面的細胞運作方式。目前，科學家們已經知道迷你大腦可以產生自發動作電位，但是簡單的動作電位和複雜的思維活動之間仍橫貫著一道鴻溝。
腦中以特定頻率發生的動作電位被稱為神經振蕩，或稱腦電波。不同頻率的腦電波與不同的精神狀態有關，例如，深度睡眠時的腦電波就以每秒鐘1-4次的頻率振蕩。腦電波也與不同疾病有關聯，所以，類腦器官要想成為科學家需要的疾病模型，就必須能夠產生腦電波或其他電活動。阿茲海默症和精神分裂症等疾病很複雜，且大多數情況下，在對神經元造成明顯損傷之前，腦中的電活動就會發生更微妙的變化。
現在，一篇最近發表的文章發現迷你大腦確實可以產生腦電波。由克萊伯·特魯希略（Cleber Trujillo）領導，包括艾裡森·穆奧特裡（Alysson Muotri）在內的研究團隊記錄到了類腦器官在10個月內產生的電活動。其他的類腦器官研究一般只關注前幾個月中的類器官發育，因為迷你大腦僅兩個月就長出了清晰的輪廓結構並停止生長。而這項新研究表明，類腦器官的培育時間越久，它們的細胞組成就越複雜，神經元的電活動也越複雜。
— vecteezy 特魯希略及其同事發現在第4個月時，類器官出現了類似於我們人腦睡眠時產生的緩慢腦電波。甚至當它們形成一定結構並停止長大後，細胞類型的組成仍在變化，且細胞多樣性隨時間不斷增長。這些細胞改變很有可能與腦電波模式的改變相關。
為檢驗這些成熟的類腦器官能在多大程度上模擬人腦，研究者將類腦器官產生的電波與早產兒的腦電圖（EGG）進行了對比。他們使用早產兒的腦波數據訓練機器學習算法，再將其應用到類腦器官上。他們發現某些特定的大腦功能，例如自發活動轉變（形成更複雜神經連接必不可少的大腦活動爆發），在早產兒大腦中和在類腦器官中非常相似，且培養越久的類腦組織越接近。換句話說，在成長10個月後，類腦器官開始出現與胎兒大腦相近的電活動。
這是我們首次擁有了不僅能夠在結構和細胞組成上，還能在某些大腦功能上模擬胎兒大腦的類腦器官。這帶來了複雜的倫理問題，也質疑了我們能否在類腦器官研究上再向前走。在不久的將來，我們也許能在實驗室中創造出意識，一些哲學家和科學家對此表示擔憂。關於這些科學進步的倫理和道德討論應當從現在開始。我們生活在一個技術發展比圍繞它們的倫理討論快得多的時代，而我們必須防止對這些技術不負責任的使用。
— vecteezy 微擾複雜性指數（Perturbational Complexity Index，簡稱PCI）是一項可以成為在類器官研究中防止科學家跨過道德和倫理紅線的工具。PCI尚未在人類中得到徹底驗證，但已被提議作為一種測試昏迷和無意識患者大腦活動的方法。通過使用一些相對無害的方法，如經顱磁刺激（一種用磁線圈刺激腦的方法），醫生和科學家可以暫時中斷大腦的正常活動，並測量其恢復的速度。這可以提供一些關於病人或類腦器官意識程度的線索。
謝天謝地，缸中之腦的荒誕故事只存在於科幻小說裡。類器官研究的進展是令人興奮的，相比其他針對疾病機制的研究，它打開了治療阿茲海默症、帕金森症和精神分裂症等我們仍感棘手的人類神經疾病的大門。類器官領域有些特殊，需要不同專家的投入，以確保我們釋放這些微型器官的全部潛力時合乎倫理規範且認真負責，以期幫助全世界的患者。