原標(biāo)題：為何把腦類器官芯片“送上天”（趣科普）

網(wǎng)友：7月16日，我讀到天舟九號(hào)貨運(yùn)飛船運(yùn)送太空“快遞”的報(bào)道，其中包含腦類器官芯片。我很好奇，什么是腦類器官芯片？它能發(fā)揮哪些作用？它與腦機(jī)接口有何不同？

7月15日，一款腦類器官芯片搭載天舟九號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)入太空，這是國(guó)際上首次將腦類器官芯片送入空間站。中國(guó)空間站也將開(kāi)展基于腦類器官芯片的生命科學(xué)研究。

為了回答讀者問(wèn)題，記者采訪了腦類器官芯片空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

問(wèn)：什么是腦類器官芯片？

答：腦類器官芯片，是以人多能干細(xì)胞為來(lái)源，在芯片上構(gòu)建3D微型腦模型，用于模擬腦器官生理、病理響應(yīng)。

通俗點(diǎn)說(shuō)，就是在信用卡大小的芯片上構(gòu)建一個(gè)高仿真的微型腦模型。這個(gè)“腦類器官”包含豐富的腦微血管網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)細(xì)胞、免疫細(xì)胞等，能夠模擬近似大腦的部分結(jié)構(gòu)和功能，可以為研究真實(shí)的人腦提供參考，為疾病建模、機(jī)制研究和藥物篩選等提供一種新的工具和研究途徑。

其實(shí)，我國(guó)科研人員已經(jīng)可以在芯片上構(gòu)建模仿人體的多種器官類型，比如腦、肝、腎等，比傳統(tǒng)靜態(tài)細(xì)胞培養(yǎng)提供更貼近人體的真實(shí)環(huán)境。

問(wèn)：為何把腦類器官芯片“送上天”？

答：把腦類器官芯片送入空間站，主要是為了探索太空環(huán)境對(duì)人腦健康的影響。

太空中的微重力、輻射等因素可能會(huì)干擾人類神經(jīng)系統(tǒng)功能。長(zhǎng)期在軌的航天員經(jīng)常出現(xiàn)頭暈、睡眠障礙、注意力減退等癥狀，但具體機(jī)制尚不明確。讓腦類器官芯片模型暴露于空間微重力等環(huán)境下，就能進(jìn)一步研究腦類器官受到的影響，不僅有助于“還原問(wèn)題”，還有可能找出解決方案。

這項(xiàng)工作的意義并不局限于太空，還有“空—地轉(zhuǎn)移”的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有研究顯示，空間特殊環(huán)境能夠加速導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)衰老或功能衰退。也就是說(shuō)，這種“上天”試驗(yàn)提供了一種非常獨(dú)特的“加速窗口”，有可能誘發(fā)地面上通常需要數(shù)月甚至數(shù)年出現(xiàn)的一些疾病病理改變。因此，科研人員就能為阿爾茨海默病、帕金森病等地面腦疾病研究提供相應(yīng)的“加速窗口”，助力早期診斷與治療評(píng)估方法的創(chuàng)新。

問(wèn)：腦類器官芯片與腦機(jī)接口有何不同？

答：盡管腦類器官芯片和腦機(jī)接口都與大腦相關(guān)，都是為了深入理解腦功能，但具體目的和實(shí)現(xiàn)路徑有所不同。

腦類器官芯片著重在體外仿生人腦的主要結(jié)構(gòu)與功能特征，用于腦發(fā)育、疾病研究和藥物篩選等。腦機(jī)接口則是一種人腦與設(shè)備交互的技術(shù)系統(tǒng)，主要用于采集大腦電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)機(jī)械或計(jì)算機(jī)的控制，比如用意念操控假肢等。簡(jiǎn)而言之，腦類器官芯片偏向“腦器官模擬”，注重腦疾病探究等，腦機(jī)接口偏向“人機(jī)交互”，注重服務(wù)功能擴(kuò)展。