《自然》杂志20日发表的一篇论文指出，大脑类器官已能表现出发育年龄相关的分子特征。这些类器官经过了5年的观察，为目前最长观察期，证明其能发育成熟并拥有类似出生后大脑的性状，而且这些人脑类器官保留了培育期间所经历时间的记忆。这为研究人类后期的脑细胞发育提供重要线索。

异时性类器官的特写图像，其中年轻细胞（来自聚合后15天的类器官）标记为红色，深层神经元标记为绿色，细胞核标记为蓝色。图片来源：《自然》网站

人脑的复杂性是研究神经系统疾病和开发有效疗法道路上的巨大挑战。随着人们对大脑理解程度加深，传统的细胞培养模型显得过于简化，而动物模型又难以准确反映人类大脑的生物学特性。为突破这一瓶颈，脑类器官应运而生。

脑类器官是在实验室里培养出的三维脑组织模型。它无需长成一颗真正大脑的形状，但需要复制出大脑的细胞类型、基因表达和部分组织结构。由于人脑大约需要20年才能完全成熟。大脑类器官有望推动对出生后脑发育的研究，但当前研究主要模拟了大脑发育早期阶段，且大部分研究仅维持数月，长期存活率低，神经元等脆弱细胞也会提早损失。实验室历经数年用许多不同脑细胞成功培养的复杂组织，或能更准确地代表成熟大脑及其发育状况。

此次，美国哈佛大学研究人员对人脑类器官进行了5年多的培养。通过混合不同年龄（偏年轻和偏成熟）的特殊生物学脑细胞，创造了“嵌合类器官”。结果，更老的祖细胞绕过了更早的发育阶段，仅在两周内就产生了成熟的神经元类型（通常需要两个月时间形成）。这说明，这些培养中的人脑类器官记录了时间的流逝，并保留了已完成发育步骤的记忆，即使接收到了来自年轻细胞的早期发育阶段信号，它们也没有忘记自己的身份。

研究人员对这些长期培养的类器官进行了全基因组分析，揭示了与人脑在出生前后期和出生后的类似性状。随着这些类器官不断发育，它们最后获得了更成熟的基因表达模式、神经元类型和脊髓结构。