“迷你大腦”揭示精神分裂癥和雙相情感障礙的隱藏信號(hào)

“迷你腦袋”在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)科學(xué)家們可以在不干擾活人大腦的情況下研究大腦連接，現(xiàn)在一項(xiàng)新研究利用這些縮小模型識(shí)別與精神分裂癥以及雙相情感障礙。

也被稱為類器官豌豆大小的大腦是由美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)完成的。在更遠(yuǎn)的線路上，他們可以幫助定位腦部異常可能會(huì)被針對(duì)治療.

兩者兼具精神分裂癥以及雙相情感障礙目前根據(jù)個(gè)人的臨床癥狀而非生物標(biāo)志.這種新方法有可能為識(shí)別這些精神疾病提供更客觀、更可靠的方法。

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“精神分裂癥和雙相情感障礙很難診斷，因?yàn)榇竽X沒有特定部位會(huì)出問題，”他說約翰斯·霍普金斯大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師Annie Kathuria。

“沒有像帕金森病，另一種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，醫(yī)生可以根據(jù)多巴胺水平診斷和治療，盡管它仍然沒有真正的治愈方法?！?/p>

這些腦類器官是用被診斷為精神分裂癥或雙相情感障礙者的血液和皮膚細(xì)胞，以及未被診斷為任何疾病的人的血液和皮膚細(xì)胞工程化的精神疾病.這為研究人員提供了三類迷你大腦可供研究。

這些類器官通過微芯片分析并連接多種傳感器，直徑僅為3毫米（約0.1英寸），并被設(shè)計(jì)用于從大腦前額葉皮層生長出神經(jīng)細(xì)胞類型。本地區(qū)在“高級(jí)”認(rèn)知功能中扮演重要角色，比如規(guī)劃和決策。

借助訓(xùn)練用于檢測(cè)神經(jīng)通信模式的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，團(tuán)隊(duì)識(shí)別出獨(dú)特的神經(jīng)元活動(dòng)精神分裂癥以及雙相情感障礙。這些特征足以以83%的準(zhǔn)確率正確標(biāo)記類器官中細(xì)胞的來源。

當(dāng)微型大腦接受電刺激時(shí)，準(zhǔn)確率提升到92%，表明當(dāng)大腦活躍時(shí)，神經(jīng)元的獨(dú)特行為更為明顯且更容易被發(fā)現(xiàn)以及工作.

“至少在分子層面，我們可以檢查在制造這些大腦時(shí)出了什么問題，并根據(jù)這些電生理特征區(qū)分類器官，哪些是健康人、精神分裂癥患者，還是雙相情感障礙患者。”他說卡瑟里亞。

雖然這些迷你大腦很有用，但它們?nèi)匀贿h(yuǎn)不如真腦復(fù)雜，功能也遠(yuǎn)不如真腦。因此，在將本研究中識(shí)別的模式與神經(jīng)特征匹配方面，仍有大量工作要做真正的人腦.

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然而，這些是理解精神分裂癥或雙相情感障礙患者大腦功能可能不同的重要指標(biāo)。每一步理解的進(jìn)步這些疾病如何改變大腦活動(dòng)帶來研究人員更接近改進(jìn)的治療方法.

“我們希望未來不僅能確認(rèn)患者精神分裂癥或者說是腦類器官引起的雙相情感障礙，但我們也可以開始對(duì)類器官進(jìn)行藥物測(cè)試，看看什么濃度能幫助它們達(dá)到健康狀態(tài)。”他說卡瑟里亞。

該研究已發(fā)表于APL生物工程.

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