实验室培育的大脑类器官可以算作“人类大脑的简化版仿制品”吗？这是个生物问题，也是技术问题，更是伦理问题。

作为一片充满未知与潜力的新兴领域，类脑研究正做着人脑不能做的实验，观察人脑里不可见的信号，触及人类不曾设想的伦理边界。

比如，有科学家通过大脑类器官模型理解胎儿发育过程以及包括自闭症在内的认知障碍，也有伦理学家抛出“怎样的类器官会产生意识”和“类器官能否感知痛苦”这类问题。

生命仿制长廊

哈佛大学生物学家保拉 · 阿洛塔(Paola Arlotta)的实验室里有条特别的无窗长廊。长廊里一排排的存放架上尽是细胞培养多孔板，每个孔里都盛着粉红色液体，孔底则沉淀着数十颗胡椒粒大小的半透明细胞团块。每天都有专人派至此地检视情况。

多孔板里存放着重要内容

这些精心安置的团块由神经元和其他大脑特有细胞聚集而成，细胞数量达两百万级别。科研人员每次巡查时，会仔细确认细胞团是否健康及营养是否充足。

阿洛塔博士表示：“一年级新生禁入走廊，只有经验丰富者可踏足此地，因为耗费多年心血建立的研究成果可能因失误毁于一旦。”

长廊里最古老的团块已存活7年之久。它的起源故事发生在2018年：阿洛塔团队利用志愿者捐赠的皮肤细胞，通过特定化学诱导剂使其转化为常见于胎儿大脑的祖细胞。这些祖细胞通过分裂和分化等过程产生神经元及其他脑细胞类型。神经元会延伸出神经突起，它们细长如枝条，彼此缠绕，释放着电脉冲——就像人类大脑中轴突所做的那样。

就规模而言，单块细胞团包含的神经元数量可能多过蜜蜂的整个大脑。不过阿洛塔始终强调此类团块绝不可等同于真正的生物大脑，“大脑类器官”或“类脑器官”才是最恰当的命名。

“类脑器官与大脑本质不同，前者作为简化模型，展现出某些近似后者的特征，但在更多方面，二者存有显著差异。”

——保拉 · 阿洛塔

那么，在相似的方面，类脑与大脑能有多像？程度超乎想象。阿洛塔团队近期发布了一份关于长期培养类器官的研究报告。报告称：

培育工作于2018年启动，而这些类器官自开始生长以来，其神经元的行为表现就与胎儿大脑如出一辙，连基因的开/关模式都高度近似。随着时间推移，发育数月的类器官神经元达到了与新生儿大脑相当的成熟度；月月复年年，类脑不断刷新存活时间纪录，也持续发育成熟——培养五年后的神经元成熟度已相当于幼儿园儿童的。

阿洛塔感叹：“其实我们从未预料能培育如此之久。”

类脑黑箱里的伦理谜题

大脑类器官研究领域兴起不过数年，但其发展势头迅猛，成果日新月异。

有些科学家正运用类脑器官追踪胎儿体内细胞的发育与迁移规律；也有人借此观察糖类等化合物如何影响脑部发育；更有团队收集自闭症等疾病患者的皮肤细胞，尝试通过培育类脑来探究基因突变如何改变神经元特性。

阿洛塔赞叹这是“前所未有的全新科学分支”，同时也提示其潜藏的伦理风险。2025年11月初，她与另外16位科学家联合发文，呼吁建立全球性的大脑类器官研究监管体系，以确保该领域始终不偏离伦理轨道。

保拉·阿洛塔

斯坦福大学神经科学家塞尔吉乌 · 帕斯卡(Sergiu Pa?ca)也是该评论文章的作者。在他看来，监管措施的制定必须基于类脑的真实特征，而非人类期待或害怕它会拥有怎样的特征。

帕斯卡提到了多家试图以类器官为核心开发AI计算机的初创公司。这些企业正大肆宣传所谓“类器官智能”(organoid intelligence)技术。例如，一所名为“生物黑箱”(Biological Black Box)的美国企业声称正构建“新型计算生命体”。这就是炒作大于实干的典型。用帕斯卡的话说：“将智能赋予培养皿里的细胞是荒谬的。”

另一位作者、生物伦理学家玄仁洙(Insoo Hyun)则希望大家意识到“类脑意识起点”的伦理难点。

培育出大规模类脑阵列后，这个结构会否自发产生过于“人类”的脑特征？比如意识的从无到有？如果说意识起源于某种生物结构，类脑必定是头号选项。假如它真形成了意识，人类又该如何直面类脑意识的存在，怎样判断意识起点的位置？

10年前，首批大脑类器官开始成长，上述种种哲学探讨似乎还遥不可及。当时大多科学家都沉浸于实验成功的惊喜之情。

随后新成果传播扩散，越来越多研究者自学大脑类器官培养技术。阿洛塔就是其中一位紧抓风口的弄潮儿，相信类脑有望重塑脑科学。

在阿洛塔实验室里，研究人员正讲解构建复杂脑结构所需培育的各类细胞

研究人员在显微镜下观察类器官

阿洛塔与同行们摸索出了类器官批量制备的标准化方法。由此，无法在真实人脑上开展的大型实验，可以放到类脑上研究了。通过此类实验，科学家得以窥见脑细胞分化为各类神经元的化学过程，观察细胞在类器官内迁移、连接以及构建起能处理信息的神经网络。

当类脑模型被赋予自闭症和痛觉

一些科学家正借助大脑类器官探寻自闭症等疾病在孕期的起源线索。比如，加州大学圣地亚哥分校的神经科学家莉莉娅 · 雅库切娃(Lilia Iakoucheva)与同事利用自闭症儿童捐赠的皮肤细胞培育大脑类器官，并发现类脑神经元会偏离正常的迁移路径。

雅库切娃指出：“可以想见，神经元未迁移至正确位置，将对胎儿大脑造成损伤，并导致孩子出生后遭遇某些自闭症症状。”

蒂莫西综合征作为一种罕见的单基因神经发育障碍，是已知导致自闭症的遗传病因之一。帕斯卡团队发现，该病会导致某些神经元连接错误。而在2024年，他们又发表研究声称，针对类器官模型注射特定药物后，其神经元异常得到了修正。目前该药物正在动物体内作安全性测试，预备进入临床试验；或许2026年初就会有人类患者注射此药。

蒂莫西综合征虽破坏力强，但作用机制简单。那些更复杂的自闭症问题往往源于大脑不同区域间的神经回路紊乱。为解析此类复杂疾病，科学家正尝试将多个类器官组装成微型网络，即所谓的“类组装体”(assembloid)。

塞尔吉乌·帕斯卡的实验室正致力于将多个类器官连接成微型网络

2025年4月，帕斯卡与同事发文介绍了用于研究痛觉信号传导的类组装体的详细信息。针对四处构成痛觉通路的神经区域，他们培育出由四部分类器官组成的类组装体。

有趣的是，当感觉神经元暴露于辣味分子后，产生的信号会沿着类器官的链条传递——四处区域的神经元甚至出现了同步放电现象。随后，团队培养了携有会导致痛觉高敏感的基因的类组装体，并发现该基因使同步活动显著增强。

神经元与计算机的融合

印第安纳大学生物医学工程师郭峰在七年前首次接触大脑类器官时便思考：“除了用于理解人脑发育，类脑还能做什么？我们可以观察它处理信息的过程吗？那时没人知道这行不行。”

为探寻答案，他与同事开发出Brainoware系统用以研究类器官。系统包含向类器官传递电信号的线路，以及能监测类器官响应产生的电活动的设备。

在2023年的实验中，郭峰团队运用Brainoware系统实现了基础形态的人工智能。他们采集8名志愿者朗读两个不同元音的音频，将其转换为电信号传输给脑类器官。收到刺激的类器官发出响应信号，研究人员则训练计算机将这些响应信号解析为被朗读的元音。经过两天训练，系统在元音解码方面表现出色。

郭峰

目前团队正致力于提升Brainoware的性能。已有成果包括单台可容纳6个相互连接的类器官的迷你设备，其尺寸如手机。郭峰等人计划扩大规模，实现数百个神经元簇的协同运作。

大脑类器官会痛苦吗？

郭峰也正与玄仁洙合作，共同探讨“当Brainoware系统如预期般发展后可能引发哪些伦理问题”。

一种可能是，类脑产生了意识。当然，它的意识必定为简化版，并非我们脑中860亿神经元复杂连接所产生的那种。

2024年，数百名科学家联合签署宣言，指出包括蜜蜂在内的许多动物“拥有意识体验的现实可能性”。若蜜蜂有意识，那神经元规模更大的类器官计算机会如何？已有生物伦理学家开始相关探索，也有反对者认为2024年宣言的推论为时过早。

此外，玄仁洙还强调了“痛苦”问题，即类器官会否承受痛苦？目前的类组装体似乎结构太过简单，不足以感受痛苦。帕斯卡团队的痛觉类组装体虽能对特定分子产生电信号反应，但无法感知不适。

如玄仁洙所言，更应关注的或许是记忆，是体验的连续性。理论上，更庞大复杂的类组装体有可能记住痛觉信号并害怕其重现。

阿洛塔及其哈佛团队在设计新实验时总要考量上述种种可能。她实验室里存活7年的类器官已经证明，即便无外界刺激，它们仍能发育成熟。目前团队正尝试赋予类器官以类视网膜细胞，从而提供光刺激体验。

在显微镜下，阿洛塔实验室正构建具有光敏神经元的类器官。这种感官刺激可能促进类器官进一步成熟

虽不确定会发生什么，但阿洛塔推测感官刺激将促使类器官结构更趋复杂，存活更久。

资料来源：

What We Can Learn From Brain Organoids

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