来自Mo的研究人员纳什大学的工程系已经取得了重大突破,他们使用了“生物墨水”,其中包括活的神经细胞(神经元)来3D打印神经网络。这些打印的网络可以在实验室中培养,发送和接收神经信号,甚至对它们做出反应。
他们通过组织工程和生物打印实现了这一目标,使用了两种类型的生物墨水:一种是活细胞,另一种是非细胞材料。这使得他们能够复制大脑中的结构,包括灰质和白质。
领导这项研究的约翰·福赛斯教授指出,以前的研究依赖于二维神经细胞培养来探索神经网络的形成和疾病机制。然而,这些扁平结构并不能准确地代表神经元在其环境中自然生长和相互作用的方式。
约翰·福赛斯教授补充说:“我们发现,从打印的‘灰质’或细胞层的神经元中生长出来的突起很容易穿过‘白质’层,并将其用作与其他层的神经元交流的‘高速公路’。”我们不仅能够构建类似于我们在大脑区域中看到的基本布局,我们还发现神经元实际上以相似的方式表现和执行。”
敏感的电生理测量证实,3D神经元网络表现出自发的神经样活动,以及由电刺激和药物刺激引发的反应。
在这些组织工程3D网络中检测电活动标志着神经科学和生物打印的重大进步。
这些生物打印的3D神经网络作为研究神经和神经网络的发育和生长、检查某些疾病对神经传递的影响以及筛选药物对神经细胞和神经系统的影响的平台具有很大的前景。