培養iPS細胞和胚胎幹細胞(ES細胞),在試管内重現人體器官功能和構造的「類器官(Organoid)」研究正在世界範圍内展開。與人類大腦具有相似構造的「類人腦」有望促進闡明大腦形成機制以及用於神經系統疾病冶癒。另一方面,由於大腦是控制人類意識和思維的特殊器官,因此針對類人腦研究的倫理問題的討論也變得激烈起來。
移植到大鼠腦中的人類類人腦(右上綠色發光區域)(供圖:賓夕法尼亞大學)
2023年3月,在經歷新冠疫情後,日本再生醫療學會總會時隔4年在京都市召開。作爲日本再生醫療學會會長、京都大學iPS細胞研究所所長高橋淳的重點策劃之一,會議準備了「類人腦研究倫理」的分會。參會者與廣島大學的澤井努副教授等倫理學、哲學、宗教學的研究學者一起討論了「類人腦是否有意識」等與倫理相關的題目。
京都大學iPS細胞研究所所長高橋淳在再生醫療學會總會上發表演講(供圖:再生醫療學會總會營運事務局)
類器官也被稱爲「微型器官」,類人腦則被稱爲「迷你大腦」。透過類比受精卵發育成人活體內髒器官和組織的「發育」機制的培養方法,可以利用iPS細胞或ES細胞製造出複雜的空間結構組織。已故科學家笹井芳樹等人是該研究領域的先鋒。
類人腦除了可以用於闡明人類發育程序中大腦是如何形成的等基礎研究外,還有望應用於闡明患病大腦的機制和開發有效冶癒疾病藥物等應用研究領域。高橋所長表示:「其可能性是巨大的」。
最近有許多將類人腦移植到動物大腦中的研究。從2022年至2023年,接連出現了或激發人們的想像,引發擔憂的研究報告。
「簡直像阿爾吉儂一樣。」2022年10月,美國斯坦福大學的一項研究公佈後,SNS(社群網站)上出現了讓人聯想到丹尼耳·凱斯(Daniel Keyes)的科幻小說《獻給阿爾吉儂的花束》(Flowers for Algernon)的留言。該研究將類人腦移植到剛出生不久的大鼠的大腦中,併成功地連接上了神經廻路。
在被改編爲電視劇的暢銷小說中登場的老鼠阿爾吉儂,透過腦部手術獲得了天才般的智慧。但在斯坦福大學的研究中大鼠的智力並沒有提高,可以說直接擧升到阿爾吉儂聯想還過於豎鍛。但是,從中依舊可以看出人們對人和動物大腦研究的關心程度及SF的影響力之大。
2023年2月,美國賓夕法尼亞大學的研究團隊在美國科學期刊《Cell Stem Cell》上發表了一項將類人腦移植到成年大鼠大腦中的研究。該團隊破壞了大鼠大腦中處理視覺資訊的部分部位,並將類人腦移植於此後,發現神經廻路在短短3個月内形成連接。
當將大鼠暴露在閃光中,並使用黑白條紋圖案檢測神經活動的變化時,發現移植到大鼠腦内的人類神經元做出了反應。該大學的Isaac Chen助教表示:「這證明類人腦的神經元不僅被整合到迴路中,而且還能夠適應特定的功能」。對人類而言,類人腦的移植被認爲可用於開墾傷害的腦組織。
目前的類人腦是重現人類大腦的一部分,而且是胎兒程度的初期階段的不成熟大腦。
類人腦被認爲不存在意識和痛覺,因此無需過度擔憂或監管。不過,國際幹細胞學會在2021年制定的方針中也提到「未來可能會出現倫理方面的問題」。
越是想推動人腦的複雜機制和疾病冶癒的研究,就越需要複雜且成熟的類人腦,也就不可避免地面臨更多的倫理挑戰。高橋所長表示:「在引起輿論譁然之前,有必要在學術會議等上進行討論」。爲了避免過度監管,需要反復多次冷靜的討論。
日文:越川智瑛、《日經產業新聞》、2023/5/17
中文:JST客觀日本編輯部