一对来自麻省理工学院和哈佛医学院的研究人员，已经发明了一种在实验室中人工生成三维脑组织的廉价方法。通过一层一层地建造，可以严密地仿制出在活体脑组织中发现的任何形状的细胞组成。该研究进展将使得科学家可以更仔细地看到神经元是如何形成连接、预测个别病人的脑细胞会如何响应不同的药物，甚至可以利用生物工程创建以取代受损的脑组织。

近些年，我们已经看到了很多大跨越式发展的技术，我们培植人工骨骼、软骨和血管。而后期，科学家们甚至培植生物相容性的脑组织(尽管不"自然")。不过还存在着一个很大的障碍，脑组织包含了成千上万种不同的细胞类型，它们都密切相关，却又在大脑的不同区域有着不同的"浓聚度"(concentrations)，这使得在实验室中重建它们非常困难。

现在，一个由Utkan Demirci副教授和Ed Boyden领导的团队，已经在解决这个问题的研究上有了很长的路。他们开发的3D水凝胶支架(3D hydrogel scaffolds)，支持许多种神经细胞的生存和发展，且其"浓聚度"(concentrations)与在正常大脑中发现的近似。该系统廉价又精确，使得形成任何三维形状的复杂组织形式成为可能。


研究人员开始将各种类型的大鼠脑细胞嵌入到水凝胶薄片上。然后将片材一个接一个地堆叠在彼此的顶部，使用塑料光掩膜(plastic photomasks)暴露在UV光下后密封在一起。通过覆盖各种形状的凝胶和光掩膜，研究人员可以一层层精确地建立构造，完全地控制其形状。

这个过程很容易让人联想到在半导体集成电路中的逐渐沉积方式。构建一个集成电路，需要花费数以万计的美元；在另一方面，研究人员使用廉价的塑料光掩膜，通过简单的引脚实现微观组织形状的控制设备的价格约为50美元。

结合机器人的方法分析活脑中的单个神经元，此方法终有一天会有利于神经系统疾病的患者。通过在实验室培养组织，然后弄清楚一系列不同的药物对病人的效果，而无需让病人亲自承担健康风险。一个说明该研究进展文件发表在最新一期的《先进材料》(Advanced Materials)杂志上。

[来源：麻省理工学院]
[编译自：gizmag]