超小脑电图电极帽更详尽检测类器官

美国约翰斯·霍普金斯大学研究人员领导的一个研究团队造出了一种可能是世界上最小的脑电图（EEG）电极帽，用于测量笔点大小的大脑模型中的脑电活动，有助于科学家更好地了解神经疾病以及危险化学物质如何影响大脑。相关论文17日发表在《科学进展》杂志上。

脑类器官也称为“迷你大脑”，是实验室培养的人脑细胞球，它模仿了大脑的一些结构和功能。“为微型器官创造微型仪器是一项挑战，但这项发明是新研究的基础。”微型电极帽的发明者之一、约翰斯·霍普金斯大学的化学和生物分子工程师、大卫·格拉西亚斯说，“这为理解人脑的发育和工作提供了一个重要工具。”

培养皿中的脑类器官
图片来源：约翰斯·霍普金斯大学

自从十多年前首次创造出类器官以来，研究人员对干细胞进行了改造，创造出小型的肾脏、肺、肝脏和大脑。这些复杂的微模型被用来研究器官是如何发育的。类器官，特别是迷你大脑，在医学研究中越来越重要，因为它们可用于原本需要人类或动物测试的实验。

然而，传统仪器只能检查类器官表面的有限的细胞，研究人员希望了解尽可能多的大脑细胞，以了解这些细胞的状态，它们如何交流以及它们的时空电模式。

受普通电极帽的启发，研究小组利用带有导电聚合物涂层金属电极的自折叠聚合物小叶，为脑类器官创造了微型脑电图电极帽。微型帽包裹着脑类器官的整个球，能够对整个表面进行3D记录，这样研究人员就可以在药物测试期间“收听”神经元的自发电通信。预计该数据将优于传统电极的电流读数。

大脑类器官（绿色）被封装在蓝色外壳电极装置中。
图片来源：约翰斯·霍普金斯大学

研究人员表示，有了类器官的更详细信息，就可以研究消费品中使用的化学物质，如杀虫剂、阻燃剂等是否会导致大脑发育问题。此外，他们还希望这种微型帽能减少传统测试化学物质所需的动物数量。