由哥伦比亚大学克里斯汀·鲍德温领导的研究人员成功培育出具有混合大脑的小鼠，该小鼠将小鼠和大鼠的神经元结合起来，可以利用大鼠的神经元来感知气味。这项开创性的研究标志着动物首次能够利用另一个物种的感觉器官来准确地感知世界并做出反应，凸显了大脑在整合外部脑细胞方面的灵活性。
探索混合大脑的潜力
理解和治疗人类大脑疾病的最大挑战之一是当前研究方法的局限性。虽然细胞培养物和类器官有其优点，但它们并没有充分展示细胞如何在最高水平上发挥作用。混合大脑可以让研究人员更好地了解脑细胞如何生病或死亡，并深入了解大脑各部分的修复和替换规则。
“目前，研究人员正在将干细胞和神经元移植到帕金森症和癫痫症患者体内。但我们并不真正了解这会发挥多大作用，”鲍德温说。“通过混合大脑模型，我们可以开始得到一些答案，而且速度比临床试验更快。”
大鼠神经元恢复小鼠嗅觉
研究人员将大鼠干细胞引入小鼠囊胚中，这是受精后数小时内发育的早期阶段，使大鼠和小鼠细胞能够一起生长并自行整合。然后，他们检查了大鼠神经元出现在小鼠大脑中的位置，发现大鼠细胞几乎遍布整个小鼠大脑，遵循小鼠的发育指令，并与小鼠对应物建立相同类型的连接。
为了测试大鼠神经元是否已整合到功能性神经回路中，研究人员将注意力集中在嗅觉系统上，这对于小鼠寻找食物和躲避捕食者至关重要。通过改造小鼠胚胎来杀死或灭活其自身的嗅觉神经元，他们可以确定大鼠神经元是否恢复了动物的嗅觉。
令人惊讶的是，带有大鼠神经元的小鼠能够在笼子里找到隐藏的饼干，这表明大鼠神经元已经成功恢复了嗅觉。然而，与那些嗅觉神经元在发育过程中被设计消失的小鼠相比，保留了自身沉默嗅觉神经元的小鼠在找到饼干方面不太成功。
鲍德温团队创建的这种混合大脑系统为研究人员仔细剖析不同模型中发生的情况开辟了新途径，这最终可能有助于提高人类细胞移植的成功率并更好地了解大脑疾病。
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