本文來自微信公眾號(hào)：神經(jīng)現(xiàn)實(shí)（ID：neureality）,，作者：Jordana Cepelewicz，翻譯：田田,，編輯：曹安潔

實(shí)驗(yàn)室培育的類腦器官和人的大腦越來越像,，倫理學(xué)家和生物學(xué)家正在協(xié)作，以防止由此產(chǎn)生的沖突,。

我們是誰,？我們何以為人？每個(gè)人都深深地認(rèn)為,，大腦是回答這個(gè)問題的核心,。這個(gè)與我們格外相關(guān)的問題，也是科學(xué)家對(duì)大腦感興趣的原因之一,。但是事實(shí)在于,，無論本意多好，你能想到的實(shí)驗(yàn)中很大一部分都有違道德之嫌,。以往神經(jīng)科學(xué)家別無他法,，受倫理、實(shí)踐和概念的限制,，只能用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦或者培養(yǎng)皿中分離出的單個(gè)神經(jīng)元進(jìn)行研究,。

2008年類腦器官誕生，為我們打開了新世界,。類腦器官是用人類干細(xì)胞培育的一小團(tuán)類似大腦的自組織結(jié)構(gòu),，其中的神經(jīng)元有電活動(dòng)。雖然不比一顆豌豆大多少,，但是類腦器官可以大大幫助增加我們對(duì)大腦的理解,。實(shí)驗(yàn)室里觀測(cè)不到的大腦活動(dòng)和病變，可以借助類腦器官來復(fù)現(xiàn),。在類腦器官的幫助下,，科學(xué)家已經(jīng)在精神分裂癥,、孤獨(dú)癥譜系障礙以及寨卡病毒所致的小頭畸形上取得了一些成果。

“迷你大腦”被用來模擬和研究遺傳疾病,、主要精神疾病,、阿茲海默癥等神經(jīng)退行性疾病，甚至人類演化,。

類腦器官的研究同時(shí)也面臨著道德兩難,。斯坦福大學(xué)專研生命科學(xué)倫理與法制的教授漢克·格里利（Hank Greely）說：“一個(gè)好的大腦模型，肯定要盡可能和人腦一樣,，但是越像人腦,，就越會(huì)碰到那些你不能直接用人腦做實(shí)驗(yàn)的倫理問題?！?/p>

在大眾眼中,，類腦器官被夸張地形容為“迷你大腦”。往往關(guān)注的是這個(gè)器官組織有沒有意識(shí),，能不能意識(shí)到它作為一種非正常的存在是一種折磨,。專家們操心的問題更迫切、更現(xiàn)實(shí),，沒有這么嚇人,，也不會(huì)讓類腦器官的研究誤入歧途，帶來復(fù)雜的道德問題,。畢竟,，誰都不想看到類腦器官的發(fā)展?jié)摿Ρ浑S便拋棄。

從這張顯微照片可以看到,，類腦器官的細(xì)胞分化形成了和胚胎組織相關(guān)的結(jié)構(gòu),。綠色細(xì)胞是神經(jīng)元的祖細(xì)胞，紅色細(xì)胞是正在遷移并形成大腦皮層的未成熟神經(jīng)元,。類腦器官和大腦越來越接近,，研究人員必須密切注意由此可能引發(fā)的倫理問題。圖片來源：Alysson Muotri

舉個(gè)例子,，唐納德·奧羅克（ Donald O’Rourke ）是一位神經(jīng)外科專家,，就職于賓夕法尼亞大學(xué)的佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院。他在用類腦器官（包括移植到嚙齒動(dòng)物的）研究一種惡性腦癌的治療方案,。類腦器官的倫理對(duì)他來說不成問題,。他說，“我研究的是一種15個(gè)月內(nèi)就能要人性命的惡性疾病?，F(xiàn)在,，我們已經(jīng)開發(fā)出了一種先進(jìn)的診斷工具來實(shí)時(shí)評(píng)估哪種治療方案有效。依我之見，這就解決了倫理問題,?！?/p>

類器官科學(xué)正不斷向前發(fā)展。雖然距離類器官感覺到疼痛或者有自己的意識(shí)還很遠(yuǎn),，格里利和其他的倫理學(xué)家還有生物學(xué)家強(qiáng)調(diào)討論這些宜早不宜晚,。為此，他們采取協(xié)作的方式讓科學(xué)和倫理學(xué)盡早開展共同研究,。首先，他們需要詳細(xì)討論類腦器官與真正的大腦之間的區(qū)別,，制定便于比較兩者的標(biāo)準(zhǔn),。

無意識(shí)，但是越來越復(fù)雜

類腦器官?zèng)]有意識(shí),，在可預(yù)見的未來也不會(huì)擁有意識(shí),。這是當(dāng)今的類腦器官研究領(lǐng)域的普遍共識(shí)。同樣來自佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)外科教授陳漢基（Han-Chiao Isaac Chen）說：“哪怕是跟老鼠的大腦相比,，類腦器官也還處在非常初級(jí)的發(fā)展階段,，更不用說和人類的大腦相比了?！?/p>

就算是最先進(jìn)的類腦器官也不具備人腦的大小,、結(jié)構(gòu)和連接性、缺乏重要的細(xì)胞類型,，也沒有血管來保證器官的營(yíng)養(yǎng)供給和健康維護(hù),。它們不成熟，根據(jù)技術(shù)評(píng)估,，它的發(fā)育年齡相當(dāng)于孕中期胎兒的大腦,。最重要的是，它沒有感覺輸入,。佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)專家宋紅軍（Hongjun Song,，音譯）說，“我們之所以自稱‘我們’,，是因?yàn)槲覀兊母杏X經(jīng)驗(yàn),。培養(yǎng)皿中的類腦器官不能像真正的大腦那樣，在發(fā)育過程中接受刺激,，進(jìn)而形成腦回路,。”

Gasp art

簡(jiǎn)而言之,，類腦器官遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到達(dá)產(chǎn)生意識(shí)的程度,。哈佛大學(xué)高級(jí)科學(xué)家約翰·阿赫（John Aach）和他的同事,，遺傳學(xué)家和系統(tǒng)生物學(xué)家喬治·丘奇（George Church）直言,，“這就給了我們好幾年的安全周期”,。

但是，這個(gè)領(lǐng)域中的每一位研究者都認(rèn)識(shí)到,，類腦器官正在變得越來越復(fù)雜,、越來越真實(shí)。凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的生命倫理學(xué)家玄仁洙（Insoo Hyun）近日在網(wǎng)上發(fā)表了一篇文章,，其中說到,，未來五年左右，研究人員很可能會(huì)創(chuàng)造出具有功能血管網(wǎng)絡(luò)和完整腦細(xì)胞類型的類腦器官,。與此同時(shí),，類腦器官也能被按照特定腦區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行處理神經(jīng)數(shù)據(jù)輸入,，以及電信號(hào)輸出,。

不僅如此，研究人員正在做的或者想要做的很多實(shí)驗(yàn),，都需要把類腦器官移植到小鼠或者其他的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上,。類腦器官會(huì)融合進(jìn)這些動(dòng)物中真實(shí)存在、高度發(fā)達(dá)的功能性神經(jīng)系統(tǒng),。所以,，即使在未來幾年中類腦器官不會(huì)越過意識(shí)或者疼痛的感覺這道門檻，我們也有足夠的理由擔(dān)心有一天它會(huì)跨過去,。

不完全規(guī)范手冊(cè)

類腦器官的研究并非存在于監(jiān)管真空的范疇,。目前，針對(duì)其他類型的生物學(xué)研究的監(jiān)管體系對(duì)類腦器官的研究提供了很多倫理保護(hù),。

因?yàn)轭惸X器官是從誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中培養(yǎng)出來的,，所以，類腦器官進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在一定程度上受現(xiàn)有的倫理規(guī)范制約了,。有具體的規(guī)則和指導(dǎo)監(jiān)管科學(xué)家能從何處獲得這些細(xì)胞,、這些細(xì)胞又可以被移植到哪些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上（靈長(zhǎng)類顯然不可以）?？茖W(xué)家,、法學(xué)、倫理學(xué)以及社會(huì)學(xué)的專家組成的委員會(huì),，監(jiān)督這些細(xì)胞的使用過程,。同理，當(dāng)類腦器官被移植到動(dòng)物當(dāng)中時(shí),，這些實(shí)驗(yàn)就會(huì)落到動(dòng)物福利委員會(huì)的監(jiān)督范圍內(nèi),。

類腦器官的神經(jīng)元投射軸突（紅色）在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)。它們的細(xì)胞核被染成藍(lán)色。圖片來源：Alysson Muotri

但是,，因?yàn)轭惸X器官本身的特殊性,，我們不能確定以往規(guī)范中的條例該如何實(shí)施、有無必要實(shí)施,。

就拿“14天原則”來舉個(gè)例子,。這條規(guī)定用來限制人類胚胎體外培養(yǎng)的時(shí)間。受精卵在14天就會(huì)形成特定組織結(jié)構(gòu)的胚胎,，這意味著神經(jīng)系統(tǒng)已經(jīng)開始聚集,。但是，14天原則對(duì)類腦器官并不適用,，因?yàn)樗纳L(zhǎng)過程中并沒有形成真的胚胎,。

類腦器官是通過一個(gè)完全不同的方式形成神經(jīng)機(jī)制的。最主要的是,，類腦器官產(chǎn)生的是大腦的結(jié)構(gòu)，使用14天原則來規(guī)定類腦培養(yǎng)就沒有意義,。所以,，如阿赫所說，類腦器官的“特點(diǎn)在于,，你知道你離那些在過去產(chǎn)生道德困境的問題不遠(yuǎn)了”,。

在加州大學(xué)圣地亞哥分校的實(shí)驗(yàn)室中，阿利松·莫特瑞持有一個(gè)含有腦類器官的培養(yǎng)皿（左）,。類腦器官（右）,，即那些可以在實(shí)驗(yàn)中替代人腦組織的微小自組織細(xì)胞團(tuán)塊，目前非常簡(jiǎn)單,，但是科學(xué)家們正在努力使它們?cè)谛问胶凸δ苌细裾鎸?shí)的大腦部分,。圖片來源：Alysson Muotri

類腦器官并不嚴(yán)格遵循委員會(huì)的監(jiān)管：它不屬于人體試驗(yàn)、不屬于動(dòng)物實(shí)驗(yàn),，還不屬于體外干細(xì)胞研究的范圍,。格里利說：“類腦器官無需監(jiān)管機(jī)制，這在目前來看不是壞事,。但是,，這其中確實(shí)存在需要填補(bǔ)的空白，以防類腦器官走上一條帶來現(xiàn)實(shí)問題的道路,?！?/p>

當(dāng)下，倫理學(xué)家和科學(xué)家正共同致力于制定適用于類腦器官的規(guī)范,。與科學(xué)方面相比,，倫理方面的討論進(jìn)展得很快。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（The National Institutes of Health，簡(jiǎn)稱NIH）已經(jīng)主辦了幾起會(huì)議和工作坊,，也有一些聲音呼吁應(yīng)該創(chuàng)立另外的監(jiān)管委員會(huì),。

科學(xué)家和倫理學(xué)家私下也有聯(lián)系。格里利記得早在2013年就有實(shí)驗(yàn)人員寫電郵尋求開放對(duì)話,。加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物學(xué)家阿利松·莫特瑞（Alysson Muotri）已經(jīng)組織了會(huì)議邀請(qǐng)倫理學(xué)家,、干細(xì)胞生物學(xué)家以及意識(shí)領(lǐng)域的研究人員共同參與。

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頭腦風(fēng)暴協(xié)作倫理

與此特別相關(guān)的是頭腦風(fēng)暴項(xiàng)目,。這是一個(gè)為期兩年,，由NIH資助的項(xiàng)目，玄仁洙和哈佛大學(xué)倫理學(xué)家揚(yáng)汀·倫少夫（Jeantine Lunshof）共同擔(dān)任聯(lián)合主席,。為了免去等待倫理學(xué)家和科學(xué)家在民間慢慢形成志愿組織,，這個(gè)項(xiàng)目為倫理學(xué)家和科學(xué)家組成的小型工作組提供機(jī)構(gòu)性的支持。這樣,，他們就能確定需要關(guān)注的倫理問題,，同時(shí)也能向NIH推薦需要資助的類腦器官研究領(lǐng)域。

頭腦風(fēng)暴項(xiàng)目在倫少夫的日常實(shí)踐中成形,。自2002年以來,，她一直和哈佛大學(xué)威斯學(xué)院混合型機(jī)器人團(tuán)隊(duì)和丘奇實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)一起工作（她在實(shí)驗(yàn)樓層有一間辦公室）。她全程參與了生物學(xué)家的研究,。不僅參加每星期的研究員會(huì)議,，而且還仔細(xì)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、閱覽新論文,、參與正在進(jìn)行的研究關(guān)于方法和目標(biāo)的討論,。

她說這是一條雙向車道。她對(duì)生物學(xué)家做的工作提出問題并且進(jìn)行學(xué)習(xí),，反過來,，生物學(xué)家也會(huì)更了解倫理學(xué)家的意見。這種日常的接觸有助于促使生物學(xué)家在他們覺得自己已經(jīng)踏入,、或者即將踏入道德灰色地帶時(shí)候,，主動(dòng)來咨詢她的意見。倫少夫說：“這是一個(gè)不斷相互學(xué)習(xí)的過程,?！彼€補(bǔ)充，這是未來類腦器官研究的方向,，她稱之為“合作型倫理”（collaborative ethics）,。

揚(yáng)汀·倫少夫（Jeantine Lunshof） 圖片來源：Aram Boghosian

她很謹(jǐn)慎地把自己的角色和裁判區(qū)分開來。她說,，“我不是道德警察,，也不是監(jiān)督員,。這不是我的目的?！狈粗?，合作型倫理指的是“科學(xué)家和我們一起工作，我們也和科學(xué)家一起工作,，以來共同探尋可能的未來,，發(fā)現(xiàn)科學(xué)家到底需要什么”。

頭腦風(fēng)暴項(xiàng)目與此一脈相承,。它的目的不是立馬建立起一系列類腦器官研究的規(guī)范,。玄仁洙認(rèn)為當(dāng)下“要建立整個(gè)研究規(guī)范還為時(shí)過早，還不能確定說‘這是紅線,，不能越界’”,。盡管他確實(shí)想通過和項(xiàng)目成員的討論，為以后的政策制定提供指導(dǎo),，但是眼前“需要道德和科學(xué)共同發(fā)展,。道德不能總是被動(dòng)地對(duì)科學(xué)研究作出反應(yīng)，而是要盡早參與,，幫助科學(xué)研究走上一條對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)的道路”,。

盡管在頭腦風(fēng)暴項(xiàng)目的會(huì)議中，常常會(huì)不可避免地出現(xiàn)關(guān)于類腦器官的意識(shí),、疼痛的感覺、自我識(shí)別以及其他令人擔(dān)憂的特性出現(xiàn)的討論,，但這不是他們關(guān)注的焦點(diǎn)——畢竟這些還太遙遠(yuǎn),。相反，倫少夫,、玄仁洙和他們的同事們想要確立更直接,、更值得考慮的道德問題。

玄仁洙認(rèn)為,，討論類腦器官的意識(shí)是很重要,，“但是僅僅關(guān)注這一點(diǎn)就可能錯(cuò)過其他更緊迫、更重要,、更驚奇的問題,。這些才是我們現(xiàn)在關(guān)心的”。

大腦之為大腦的標(biāo)準(zhǔn)

玄仁洙首先要做的,，是證實(shí)科學(xué)的進(jìn)程確實(shí)如它所展示的那樣,。很多科學(xué)問題可能看起來并不直接與道德領(lǐng)域相關(guān)。但是弄清楚這些研究帶來的現(xiàn)實(shí)效力對(duì)確立科學(xué)倫理很重要,。假如這些研究的成果沒用,，那么造成的任何傷害都是不可接受的,。類腦器官是否真如科學(xué)家所說，就是大腦的模型呢,？類腦器官被培育出來以后怎樣恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用它,？基于治療目的所做的各種不同的類器官實(shí)驗(yàn)都是道德的嗎？還是說,，只有在特定條件下才可以,？

隨著進(jìn)一步的研究，區(qū)分類腦器官和真正的大腦變得十分重要,。這些區(qū)別不局限于那些最明顯的差異,，比如大小和連接性。哈佛大學(xué)保拉·阿爾羅塔（Paola Arlotta）實(shí)驗(yàn)室的博士后布魯納·保爾森（Bruna Paulsen）說：“我們知道類腦器官的神經(jīng)元在運(yùn)轉(zhuǎn),，我們知道這些神經(jīng)元互相有連接,，但是這說明了什么？”

Simon Prades

陳漢基認(rèn)為“我們需要考慮一些重要的問題,，比如它們究竟存在什么類型的基礎(chǔ)電活動(dòng)”,。舉一個(gè)例子，莫特瑞和幾個(gè)同事最近引起了一場(chǎng)轟動(dòng),，也引發(fā)了一些擔(dān)心,。去年秋天，他們發(fā)布稱類腦器官的腦電波與新生兒的大腦皮層的腦電波非常類似,。但是有科學(xué)家質(zhì)疑對(duì)這一結(jié)果的解釋,。在人腦中，電活動(dòng)依賴于解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和細(xì)胞類型,，這兩者都是類腦器官?zèng)]有的,。

既然沒有這樣的特點(diǎn)，把人腦和類腦器官的電活動(dòng)做比較就會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo),，還會(huì)產(chǎn)生不必要的擔(dān)心（對(duì)莫特瑞來說,，這些爭(zhēng)論表明了干細(xì)胞研究者需要與人類發(fā)育、意識(shí)以及其他自己不熟悉的領(lǐng)域之間合作與對(duì)話）,。

討論還涉及到類腦器官可以存活多長(zhǎng)時(shí)間,、怎樣在類腦器官的復(fù)雜性與可控性之間平衡，以及如何面向公眾討論這項(xiàng)工作（倫少夫和格里利提到公眾把類腦器官叫作“迷你大腦”,。盡管之前很多科學(xué)家都接受了這種說法,，但是結(jié)果引起了大眾不必要的警覺）。

玄仁洙（Insoo Hyun） 圖片來源：Insoo Hyun

研究人員如何取得類腦器官實(shí)驗(yàn)的知情同意,，現(xiàn)在也被納入了考量的范疇,。生物學(xué)家和倫理學(xué)家正試圖解決這個(gè)問題：是否應(yīng)該告訴研究參與者他們皮膚細(xì)胞的去處？這些細(xì)胞會(huì)轉(zhuǎn)移到多能干細(xì)胞中,，用于培養(yǎng)出一個(gè)類腦器官,。假如告訴他們,，又究竟應(yīng)該告訴他們多少呢？

莫特瑞根據(jù)他最近的工作修改了知情同意書,，增加了關(guān)于類腦器官以及它會(huì)產(chǎn)生某種特定類型的電信號(hào)的討論,。他說：“我第一次碰到了一家人因此決定不參加這項(xiàng)研究。并不是所有人都愿意往這個(gè)研究方向捐贈(zèng)自己的細(xì)胞,?！?/p>

究竟什么是意識(shí)？

即便如此,，類腦器官也還不夠復(fù)雜,，莫特瑞仍然在繼續(xù)他雄心壯志的研究。他的研究會(huì)幫助他進(jìn)一步擴(kuò)展生物學(xué)和倫理學(xué)研究的版圖,。莫特瑞尤其想通過監(jiān)測(cè)類腦器官的電活動(dòng),，設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的實(shí)驗(yàn)來追蹤潛在意識(shí)。

目前為止,，此類研究大多選擇病人模擬測(cè)試,。例如，有科學(xué)家建議,，應(yīng)該建立某種算法來測(cè)量昏迷病人的腦電波,，以此作為意識(shí)的標(biāo)志。然后,，稍作修改應(yīng)用到類腦器官的電活動(dòng)的研究上,。

但是科學(xué)家們就這樣做是否有成效并沒有達(dá)成一致，陳漢基說：“說實(shí)話,，連該怎么做都沒什么頭緒,。”尤其在類腦器官電活動(dòng)很微小的情況下,。而且這樣的測(cè)量從來沒有在培養(yǎng)皿中或者動(dòng)物身上得到證實(shí)，沒有辦法比較測(cè)量的效果,。

Simon Prades

陳漢基認(rèn)為,，類腦器官的主要研究已經(jīng)從細(xì)胞組成、基因表達(dá),、制作章程等方面慢慢向理解電活動(dòng)的方向進(jìn)發(fā),。但是“當(dāng)下能做的只有測(cè)量類腦器官的電活動(dòng)，看看我們能發(fā)現(xiàn)什么,。我認(rèn)為未來五年,，會(huì)有一大批關(guān)于電活動(dòng)的論文出來”。

莫特瑞想要在這方面做出成績(jī),。他要做的其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)是麻醉類腦器官,，然后測(cè)量它的反應(yīng),。假如特定的電信號(hào)在麻醉后消失了，但是在復(fù)蘇后又出現(xiàn),，那么其中的含義就很有趣了（莫特瑞提到這個(gè)很謹(jǐn)慎,，說這不過是開始，不能就此證明意識(shí)存在）,。他還想培養(yǎng)類腦器官疼痛接受的神經(jīng),，這樣就可以收集更多知覺信息，用以測(cè)試這些神經(jīng)對(duì)刺激如何反應(yīng),。他說,，“我們不能百分之百肯定這樣做對(duì)不對(duì)”，但是這樣做“可能會(huì)幫助”他們,，指出下一步的研究方向,。

莫特瑞還說最近他研究出了“類腦器官意識(shí)研究進(jìn)展圖”。研究人員可以通過一組用“是”或者“不是”回答的問句來掌握進(jìn)度,。這些問題包括：類腦有皮層嗎,？皮層的電信號(hào)和腦電波相像嗎？除了皮層外還有其他結(jié)構(gòu)嗎,？有的話它們?nèi)绾侮P(guān)聯(lián),？類腦能控制附屬的身體部件嗎？類腦能接收信號(hào)輸入嗎,？

倫少夫說,，制定一個(gè)明確的道德指南或者清晰的準(zhǔn)則“比看起來要難得多，研究得越多就越不確定”,。但是她還是對(duì)未來科學(xué)家和倫理學(xué)家的合作懷有希望,，她說：“我已經(jīng)實(shí)踐這項(xiàng)工作15年了。是的,，它是有效的,。”