科学家通过基因技术清空小鼠大脑皮层，并植入人类脑类器官，人类细胞占据了90%以上的空间，为研究脑部疾病提供了全新平台。
人类细胞将突起(绿色)延伸到小鼠大脑的部分
长期以来，科学家一直试图在实验室中理解复杂的人类脑部疾病。虽然由干细胞培养的人类脑类器官能够模拟部分组织结构，但由于缺乏血管系统、免疫细胞以及与体内其他器官的真实信号联系，类器官在培养皿中很难展现出真实的生理功能。
为了打破这种局限，斯坦福大学的 Sergiu Pașca 团队开创性地设计了一项实验。他们通过基因工程手段，阻断了新生小鼠大脑皮层前体细胞的染色体分离，从而清除了小鼠自身的大脑皮层。正常小鼠的胚胎发育仅需21天，其神经元成熟速度远高于人类。通过人工喂养高热量食物并进行特殊护理，这些缺失了大半大脑的小鼠成功存活了下来。随后，研究人员将人类大脑皮层类器官移植到了小鼠的大脑空腔中。
南加州大学的 Giorgia Quadrato 指出，这项研究的关键突破在于彻底消除了空间竞争。在没有小鼠自身细胞挤压的环境下，移植的人类大脑细胞在2到3个月内扩增了近5倍，占据了大脑皮层空腔90%以上的空间。更令人惊叹的是，85%以上的实验鼠成功接纳了移植组织，人类神经元不仅形成了各种皮层细胞，还将神经纤维一路延伸到了小鼠的脊髓深处。
在这些人类细胞中，研究人员甚至首次观察到了与人类社会认知相关的 von Economo 神经元，这种细胞在传统的培养皿中从未出现过，同时也是额颞叶痴呆等神经退行性疾病中最易受损的靶点。在功能测试中，拥有人类大脑皮层的小鼠在短期记忆和精细运动协调能力上表现优于完全缺失皮层的小鼠，甚至在短期记忆任务中达到了健康小鼠的水平。此外，研究人员让小鼠处于低氧环境中模拟早产儿脑瘫，只有携带人类脑组织的小鼠表现出了与人类患者相似的运动协调缺陷，这为测试脑瘫等疾病的药物提供了全新工具。
虽然人类细胞建立了长距离连接，但这些细胞并未形成正常大脑皮层的分层结构，在大脑高级认知和联想记忆测试中，小鼠并未展现出智力提升。剑桥大学的 Madeline Lancaster 与爱丁堡大学的 Sarah Chan 等伦理与神经学专家表示，由于人类与小鼠神经元成熟的时间线完全不同，目前不必担心融合大脑会产生人类意识。2026年9月发表在《自然》期刊上的这项成果，代表了人类脑细胞与动物生理系统最深度的结合，为攻克人类特有的神经系统难题开辟了崭新的道路。
原文：https://www.nature.com/articles/d41586-026-02912-8