澳大利亚墨尔本。在一个尖端实验室里，800.000万个人类神经元在硅片上生长，并玩乒乓球。或者至少它们曾经是这样的： 皮质实验室 刚刚证明，这些人工神经元的功能远不止玩游戏。例如，它们能够通过改变行为、提高性能来响应抗癫痫药物。 卡马西平尤其是，将这些试管脑细胞转变为真正的神经学“学徒”。 这是历史上第一次培养的神经元对药物治疗产生反应。
Cortical Labs 如何彻底改变神经学研究
澳大利亚队领衔 布雷特·卡根该公司首席科学官 发表在杂志上 通信生物学 这项实验的结果重新定义了生物学与技术之间的界限。研究人员使用了源自人类多能干细胞的神经元，将其培养21天，直至其分化为代表癫痫细胞的细胞。
然后将这些神经元置于谷氨酸能过度激活模型中，模拟癫痫发作期间发生的情况。 谷氨酸是一种兴奋性神经递质 当其失去平衡时，会引起典型的癫痫症的神经元过度兴奋。
卡马西平对人工神经元的疗效
转折点出现在研究人员测试三种不同的抗癫痫药物时：苯妥英钠、吡仑帕奈和 卡马西平只有后者，以 200 µM 的剂量给药，才产生了非凡的效果。它不仅降低了神经元的过度活跃程度（三种药物都达到了同样的效果），还显著提高了神经元玩乒乓球的能力。
La 卡马西平 这是一种自1965年开始使用的抗癫痫药物，对部分性癫痫发作尤其有效。它主要作用于钠通道，降低动作电位的重复性高频激活。但观察这种机制在实验室培养的神经元上的作用，代表着一项前所未有的突破。
Cortical Labs 的 CL1 平台彻底改变了药物测试
这一突破背后的技术是 CL1 平台，它承载着系统 菜脑. 正如我在本文中指出的那样它是一种将活体人类神经元与传统硬件相结合的生物计算机。神经元生长在配备电极的硅基板上，电极允许生物组织和处理器之间进行双向通信。
该系统使我们能够实时观察药物如何影响神经元行为，从而无需使用动物模型。 布拉德·沃特穆夫Cortical Labs 生物学负责人强调，这种方法为“更有意义的治疗成功衡量标准”开辟了道路。
个性化医疗的未来
这项发现的意义远不止于一次实验。能够在真实的、但人工培育的人类神经网络上测试药物，将极大地加速新疗法的开发。每个 CL1 系统都可以根据不同的神经系统疾病进行定制，从痴呆症到耐药性癫痫。
该研究还涉及来自剑桥大学 以及英国初创公司 比特生物，展示了国际合作如何突破应用神经科学的界限。
Cortical Labs 的 SBI（合成生物智能）系统虽然比人脑简单，但它是迈向更有效、更个性化治疗的根本性一步。正如他总结的那样 卡根:
“这仅仅是个开始。实时观察活体神经元对刺激和药物治疗的反应，为开发、测试和个性化治疗开辟了全新的途径。”
自然与人工之间的界限日益模糊，创造出了直到昨天还仅存在于我们想象中的可能性。
