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　　在全球神经退行性疾病研究与治疗手段亟待突破的背景下，加州大学圣地亚哥分校（UCSD）桑福德干细胞研究所等机构，8月20日在《自然·通讯》（Nature Communications）发表一项颠覆性成果：通过石墨烯独特的光电特性开发的石墨烯介导光刺激技术（GraMOS），首次实现了无需基因改造、无损伤的脑类器官加速成熟，为阿尔茨海默病等年龄相关神经疾病的精准建模与药物测试提供了革命性工具。

　　脑类器官（Brain Organoids）是近年来神经科学领域的明星模型——通过在实验室中培养人类干细胞，可生成类似早期大脑的三维组织，模拟神经元分化、网络连接等过程。然而，这类微型大脑的成长速度却成为其应用的最大障碍：自然发育的人类大脑需经历20余年才完全成熟，而当前培养的脑类器官即使经过数月培养，其神经回路复杂度仍仅相当于胎儿早期水平。

　　这一时间差严重限制了对阿尔茨海默病、帕金森病等老年神经退行性疾病的研究——这些疾病往往涉及数十年间缓慢累积的神经元损伤与网络异常，现有的短周期类器官难以复现疾病中后期的病理特征。

　　传统解决方案存在明显缺陷：基因编辑需改造细胞遗传物质，可能引入未知变量；直接电刺激则可能因电流强度不可控损伤脆弱的神经元。直到GraMOS技术的出现，为这一困局提供了非侵入性的破局之道。

　　GraMOS的核心在于利用石墨烯的二维材料之王特性——仅一个原子厚度的碳原子层，兼具优异的导电性、透光性与生物相容性。研究团队发现，当特定波长的光照射石墨烯时，其内部电子会产生定向流动，形成温和的电信号（约1-5毫伏），这种信号与大脑中神经元自然接收的环境刺激高度相似。

　　我们并非强行催熟类器官，而是模拟了自然发育中大脑接收的光、电等外界信号，帮助神经元更高效地建立连接。研究团队称，就像给正在学习说话的婴儿提供更多语言互动，神经元在光-电提示下会更积极地形成突触连接。

　　实验数据显示，经GraMOS持续刺激的脑类器官，其神经元连接密度比未受刺激组高37%，神经网络的组织化程度提升显著；即使在阿尔茨海默病患者来源的诱导多能干细胞（iPSCs）构建的类器官中，刺激后的网络兴奋性与功能连接也显示出更接近疾病晚期的病理特征——这意味着研究者可在数周内观察到原本需数年才会出现的神经元损伤模式。

　　GraMOS的价值不仅限于加速类器官成熟。研究团队进一步展示了其在跨学科领域的潜力：将石墨烯修饰的脑类器官与简易机器人系统连接，构建了一套感知-决策-执行的闭环反馈机制。

　　在概念验证实验中，当机器人传感器检测到前方障碍物时，系统会向类器官发送光信号触发特定神经模式，进而指令机器人转向避障——整个过程耗时仅50毫秒，且类器官在持续数周的交互中未出现结构或功能损伤。这证明了生物组织与人工系统的无缝协作可能，未来或可用于开发更智能的神经假肢，或通过类器官模拟脑损伤后的神经重塑过程。

　　对于阿尔茨海默病等复杂疾病，GraMOS的加速能力将大幅缩短药物筛选周期。传统上，一种候选药物需在类器官中培养数月才能评估其对神经网络的影响；而借助GraMOS，这一过程可压缩至6-8周，显著降低研发成本。研究人员期待未来能与药企合作，用这种“加速版”类器官更快找到针对β-淀粉样蛋白或tau蛋白异常的药物。

　　这项技术填补了类器官研究的关键空白。美国国立卫生研究院（NIH）神经发育研究项目负责人卡九游娱乐官方平台罗尔·塔克（Carol Tucker）在同期《自然·通讯》评论中指出，非遗传、无损伤的刺激方式不仅符合伦理要求，更重要的是保留了类器官的生理相关性——这是过去依赖基因编辑或电刺激的技术无法实现的。

　　目前，研究团队已与多家生物医药企业及神经疾病研究机构展开合作，计划在1年内启动首批阿尔茨海默病药物的高通量筛选试验。而在更远的未来，GraMOS或可与其他生物工程技术结合，如构建人脑-芯片模型，为理解意识起源、抑郁症等精神疾病提供全新视角。