在短短十多年间,类器官模型——模仿真实器官的微型实验室培养细胞群——已经彻底改变了我们研究人类发育和疾病的方式,同时加速了药物发现。此外,它们还减少了我们对动物实验的依赖。
在这些模型中,脑类器官——由干细胞培养而成的三维类脑结构——已经从简单的细胞群发展为能够模仿大脑发育和功能重要方面的复杂模型。
最近的突破使它们更加复杂:一些类器官现在显示出与早期人类胎儿相似的电活动。其他类器官形成了可以来回发送信号的神经细胞网络,类似于真实大脑的通信方式。
这些进展有望加深我们对阿尔茨海默病和精神分裂症等脑部疾病的认识,并可能彻底改变药物测试和个性化医疗。然而,随着复杂性的增加,伦理担忧也随之增长。
生物伦理学家警告称,目前适用于人类和动物研究的规则并不适合那些来源于人类细胞、具有生命特征且越来越像真实大脑的事物。
在受控条件下,脑类器官可以自组织成类似于发育中人类大脑的层次结构(尽管是基础层面的)。
起初,类器官只是大脑皮层的基本模型。但新方法现在让科学家能够结合模仿不同脑区甚至血管的类器官,使它们更加复杂和持久。研究人员还找到了加速其发育的方法,使它们能够更快地形成工作神经网络,甚至可以与机器人连接。
类器官之所以有用,是因为它们让科学家能够在不进行侵入性程序的情况下研究人类生物学。它们可以展示大脑在早期生活中的发育过程——这是我们通常无法在子宫内观察到的。它们还可以模拟阿尔茨海默病和自闭症等状况,以便研究人员更好地理解并测试新的治疗方法。
类器官提供了更安全、更可靠的药物测试方法,并有助于减少研究中对动物的需求,支持全球逐步淘汰强制性动物实验的努力。
然而,在许多方面,类器官根本不是真正的微型大脑。它们缺乏感官输入、身体整合,也无法复制人类大脑的巨大复杂性。
尽管如此,随着类器官构建神经网络并显示出类似于早产儿的电活动,一个重要问题出现了:这种复杂程度何时表明它们可能具有某种感觉或体验?
这是主要的伦理关切。如果类器官能够处理信息或根据信息改变行为,它们是否获得了道德地位?
意识仍然是科学中最难以捉摸的概念之一。目前没有明确的定义或测量方法。一些类器官已经显示出类似于早产儿的大脑活动,引发了媒体报道和公众担忧。
许多科学家认为,这些信号仅仅显示了早期、不成熟的大脑活动,而非真正的意识。尽管如此,伦理警告表明,我们应该在继续不受限制的研究之前,考虑类器官变得多么复杂和活跃的阈值。
监管困境
研究的伦理框架假设两类:人类受试者和动物。然而,类器官都不符合。它们来源于人类但不是人;有生命但无感知能力。
这种模糊性使得对该研究领域的监管变得困难。在美国和欧洲,类器官研究属于一般组织使用法规的范畴,重点在于捐赠者同意而非类器官福利。
中国最近推出了首个全面的类器官指南,涵盖了意识可能性和人类与动物细胞混合等问题。大多数其他国家缺乏明确规则。正因为如此,专家们呼吁进行国际监管、持续的同意机制和咨询小组,以保持研究透明并维持公众信任。
脑类器官现在处于十字路口:强大到足以重塑神经科学,复杂到足以挑战我们的伦理舒适区。随着这些模型越来越接近我们通常与活体大脑相关联的行为,世界需要更明确的规则、共同标准和公开对话。
科学发展迅速,如果我们希望这场革命负责任地造福社会,我们的伦理框架也必须同样快速地发展。
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