伪彩色融合人类神经类器官（小行星带）在不同时间点的图像，展示神经网络活动的远距离传播。（来源：Advanced Healthcare Materials (2025)）
休斯顿卫理公会神经科学家团队开发出一种首创方法，可在实验室培养的神经网络中快速生成同步化的人类脑波样活动，并实现远距离信号传导。这项创新为研究人员提供了强大工具，用于研究阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中脑连接受损机制，并探索潜在治疗方案。
该研究由休斯顿卫理公会研究所神经再生中心和神经外科系副教授罗伯特·克伦奇克博士领导，近期发表在Advanced Healthcare Materials期刊上。
研究团队将类器官（器官样细胞簇）中的神经细胞与星形胶质细胞（星形细胞）结合，最终产品命名为"小行星"。这些优化后的"小行星"仅需数周即可快速生成同步化神经网络——远快于先前方法。此外，通过将多个神经网络在"小行星带"结构中融合，研究人员观察到24小时内即出现活动的远距离传播，模拟了信号在人类大脑中的长距离传输过程。
克伦奇克表示，该技术提供了研究影响脑波样活动因素的新途径，并可能指导将健康细胞整合到病变网络中的治疗策略。
"我们方法的主要优势在于能像使用乐高积木一样，将这些生物神经网络混合组装成更复杂结构，从而研究健康组织与病变组织间的相互作用，"克伦奇克解释道，"为测试新工具潜力，我们用氧化应激物和淀粉样蛋白β等毒素分子处理生物'小行星带'，这些物质分别与帕金森病和阿尔茨海默病相关联。"
当克伦奇克团队实施该操作时，受损神经网络停止正常运作并阻断健康网络间的信号传递。然而，若"小行星带"中单个小行星仅接触微量毒素，健康网络仍能通过轻度病变网络传递信号。
"研究中最令人惊讶的发现是，同步化网络活动通过原本功能失调的病变网络得以恢复。这让我们对利用健康网络修复邻近病变组织功能充满希望，"克伦奇克强调，"这是神经科学家的下一代工具，可测试疾病和潜在疗法如何在功能层面影响脑网络活动。"
根据阿尔茨海默病协会数据，2024年德克萨斯州有近46万名65岁以上成年人患有阿尔茨海默病。阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病涉及大脑远端区域间的错误通信，导致认知能力下降和运动功能障碍。克伦奇克团队开发的工具现使科学家能够研究这种通信中断的发生机制，并测试保护或恢复连接的策略。
更多信息：Megh Dipak Patel等，《用于快速研究人类神经网络活动远距离传播的模块化平台》，Advanced Healthcare Materials (2025)。DOI: 10.1002/adhm.202502081
【全文结束】
