研究人员 M 瞪大经常熬夜充满血丝的双眼，惊喜又惶恐地看着实验室培养皿中仅豌豆大小的脑细胞团不断发出电脉冲。
发生这种情况只有两种可能，一是电极故障了，二是这团脑细胞正向外界发出脑波。
M 不断告诉自己冷静，但把装置都检查一遍后，他再也冷静不下来，因为装置没有坏，这团不成型的“大脑”确实对外发出脑波。
M 瘫坐在地上，因为他不知道，这次发现对人类来说究竟是好事还是坏事。
上面这段并非科幻小说情节。研究员 M 是加州大学圣地牙哥分校的 Alysson Muotri，他的经历记录在论文里，发表于《细胞：干细胞》（Cell Stem Cell）期刊。
培养一个迷你大脑，只需要三步骤
怎样培养大脑？只需要三步骤。
第一步将大脑种到土里，第二步浇水灌溉，第三步等待新大脑长出来。
读者可能以为在开玩笑，但确实如此。
回顾一下国中生物课本，人体有种细胞叫干细胞。干细胞是具强大复制能力的多功能细胞，在一定条件下可分化成不同种类的细胞。
▲ 干细胞分化模式。
那么要培养一个细胞出来，其实就跟上面三步骤差不多。干细胞就相当于“种子”，然后适当的化学物质和生长因子的混合物就相当于“土壤”。只要将干细胞摆入具上述混合物的培养皿培养，干细胞就会自我复制，并分化成脑细胞。
随后，这些人工培养的细胞会自行发育成脑组织，并呈现部分大脑神经元的特质，甚至还能形成脑沟和脑回的模样。
上面提到的用培养皿培养的迷你大脑，就是由干细胞分化而成的脑细胞组成，透过这种方法培养出来的器官，也称为类器官。
曾经为了研究大脑，有人不惜屠杀孩童
为什么现在这么多研究团队培养微型大脑？
虽是人类最重要的器官，人类对大脑的认识其实还颇匮乏，大脑因此成为科学家极其渴望研究的器官之一。
詹姆斯‧怀勒 1931 年拍摄的《科学怪人》电影，主角法兰克斯坦透过残肢拼出一副人造肉体。法兰克斯坦为了不浪费人造肉体的机能，取来杀人犯的大脑，移植到人造肉体，最终让这副肉体成了杀人狂。
电影恐怖，但现实中人类对研究大脑的痴迷，甚至比电影、歌德风小说还恐怖。
1970 年代，维也纳奥托瓦格纳医院（Otto Wangner Hospital）地下室发现摆满几十个大大小小不同的罐子，罐子里的东西，是孩童大脑。
▲ 1940 年代，维也纳 Am Spiegelgrund 诊所的病房。（Source：Nature）
纳粹时期，纳粹医生莱因哈德‧格罗斯在医院开设“特殊儿童病房”，并关着一批智力有缺陷的孩童。没过多久，这批孩童就遭集体屠杀，大脑也取出来，供格罗斯解剖研究。
当然，如此变态的手法只是极少数，且这些年随着捐赠器官越来越为大众接受，研究用途的捐赠大脑越来越充足了。
▲ 比利时达菲尔大学精神病院（University Psychiatric Hospital Duffel）收藏的大脑。这类大脑在该医院有 3 千多颗。（Source：达志影像）
不仅如此，现在还有个新方法，让科学家获得研究用大脑，就是上述人工培养的微型大脑。
这些微型大脑可帮助研究人员进行病理学、解剖学和药物学研究，甚至比器捐的大脑还多个优点。
由于早期发育的大脑很难取得，所以这方面的研究一直缺乏材料，如今微型大脑培养出现，恰好补足空白。
对培养微型大脑，杜克大学教授、新兴神经技术的生物伦理学专家 Nita Farahany 表示：
很高兴看到人类正在开发更好的大脑代替品。
人造大脑，向外界发出讯号
说明什么是微型大脑，以及有什么用途后，回到一开头的场景。
Muotri 第一次侦测到微型大脑发出的脑波后，便持续观察。前期微型大脑发出的脑波还断断续续，但 4~6 个月后，脑波的活跃度达到“前所未有”的程度。
▲ 微型大脑的真正长相。（Source：影片截图）
Muotri 表示，脑波表明微型大脑已建立了几十亿个连结。
更让人兴奋的是，泡在培养皿里的微型大脑，居然发出和新生儿大脑活动程度相当的脑波。
为了研究微型大脑的脑波和人类大脑有什么关系，研究小组收集一批 24~38 周早产儿的脑波图资料，并透过资料训练一个机器学习算法。
算法可透过脑波图判断受试者的年龄。然后，Muotri 将微型大脑的脑波资料输入算法，结果是与 9 个月早产儿大脑活动程度相同。
是福，还是祸？
这次发现，无论大脑研究还是类器官研究来说，都相当重要。
首先，改变了人们的认知。人们认为，只有完整的大脑才能真正形成复杂的网络，如今事实告诉我们并非如此。
其次，透过研究微型大脑发出的脑波，研究人员可好好研究精神疾病。
大脑发育研究所分子遗传学家、神经科学家 Jennifer Erwin 就对这次发现给予极大的肯定，她表示，研究人员可从另一个角度重新研究思觉失调症。
▲ 切成 240 片的爱因斯坦大脑。
一些神经系统和精神疾病，患者大脑结构会出现变异。但有另外一些精神类疾病，例如思觉失调、躁郁症和自闭症等，大脑本身没有损伤，脑波才是真正失调的地方。利用这次发现，研究人员终于能深入分析这类疾病。
但这次研究，也让不少人对类器官培养有了新担忧。杜克大学教授 Nita Farahany 夸完发现后，转过头就表示担忧：
我们有必要担忧，这些类器官是否有可能发展出任何类似人类感觉的能力。
他认为，确定培养皿的微型大脑并非简单的“一坨”组织后，就有必要考虑，人造大脑是否会有意识。假如意识存在，那么关于类器官的研究可能就需要改变一下规则了。
最直觉的，就是是否允许科学家将这些类器官移植到人类或动物体内？毕竟现在已有相对简单的类器官移植到小白鼠身上，且相信大家也不希望“科学怪人”真的出现于现实。
Farahany 认为在未来，科学家可能会找到一种方法，使类器官在实验室保持全程婴儿状态。
Moutri 则表达反对意见，目前研究的微型大脑只有 18 种细胞，而人类成年大脑细胞超过 10 万种，距离真正的大脑还相距甚远，现在就开始限制大脑类器官研究，有点为时过早。
（本文由 爱范儿 授权转载；首图来源：加州大学圣地牙哥分校）
