為何把腦類器官芯片“送上天”（趣科普）

網友：7月16日，我讀到天舟九號貨運飛船運送太空“快遞”的報道，其中包含腦類器官芯片。我很好奇，什麼是腦類器官芯片？它能發揮哪些作用？它與腦機接口有何不同？

7月15日，一款腦類器官芯片搭載天舟九號貨運飛船進入太空，這是國際上首次將腦類器官芯片送入空間站。中國空間站也將開展基於腦類器官芯片的生命科學研究。

為了回答讀者問題，記者採訪了腦類器官芯片空間科學實驗項目負責人。

問：什麼是腦類器官芯片？

答：腦類器官芯片，是以人多能幹細胞為來源，在芯片上構建3D微型腦模型，用於模擬腦器官生理、病理響應。

通俗點説，就是在信用卡大小的芯片上構建一個高仿真的微型腦模型。這個“腦類器官”包含豐富的腦微血管網絡和神經細胞、免疫細胞等，能夠模擬近似大腦的部分結構和功能，可以為研究真實的人腦提供參考，為疾病建模、機制研究和藥物篩選等提供一種新的工具和研究途徑。

其實，我國科研人員已經可以在芯片上構建模仿人體的多種器官類型，比如腦、肝、腎等，比傳統靜態細胞培養提供更貼近人體的真實環境。

問：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境對人腦健康的影響。

太空中的微重力、輻射等因素可能會干擾人類神經系統功能。長期在軌的航天員經常出現頭暈、睡眠障礙、注意力減退等症狀，但具體機制尚不明確。讓腦類器官芯片模型暴露於空間微重力等環境下，就能進一步研究腦類器官受到的影響，不僅有助於“還原問題”，還有可能找出解決方案。

這項工作的意義並不侷限於太空，還有“空—地轉移”的應用前景。

現有研究顯示，空間特殊環境能夠加速導致機體出現衰老或功能衰退。也就是説，這種“上天”試驗提供了一種非常獨特的“加速窗口”，有可能誘發地面上通常需要數月甚至數年出現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的“加速窗口”，助力早期診斷與治療評估方法的創新。

問：腦類器官芯片與腦機接口有何不同？

答：儘管腦類器官芯片和腦機接口都與大腦相關，都是為了深入理解腦功能，但具體目的和實現路徑有所不同。

腦類器官芯片着重在體外仿生人腦的主要結構與功能特徵，用於腦發育、疾病研究和藥物篩選等。腦機接口則是一種人腦與設備交互的技術系統，主要用於採集大腦電信號，實現人腦對機械或計算機的控制，比如用意念操控假肢等。簡而言之，腦類器官芯片偏向“腦器官模擬”，注重腦疾病探究等，腦機接口偏向“人機交互”，注重服務功能擴展。