据 meiguo.com 于 2025 年 7 月 24 日收到的消息 ‣ 中国科学家将一块信用卡大小的活体“微型大脑”芯片送入天宫空间站,这是全球首次将高度集成脑芯片送入太空进行实验。实验旨在研究微重力环境对人类神经系统的影响,为长期太空任务中宇航员可能遭遇的眩晕、睡眠障碍和认知变化等问题寻找解决方案。天舟九号货运飞船于周二从海南文昌发射场成功升空,将该芯片送入轨道,开启其科研任务。
大连化学物理研究所首席科学家秦建华表示,尽管此前国际空间站已进行脑细胞培养和脑类器官实验,研究衰老和阿尔茨海默病等疾病,但中国的实验首次实现了具有血脑屏障功能的复杂脑芯片进入太空。该设计模拟了真实大脑的结构,为研究太空环境对神经系统的影响提供了新的平台。
该芯片由活体组织培养而成,包含神经细胞、免疫细胞、毛细血管样结构以及模拟大脑防御机制的屏障系统。与传统细胞培养或动物实验相比,这种三维动态模型能更贴近人体真实情况,并允许实时观察脑组织在轨道环境中的行为。
这项实验代表了器官芯片技术的重大进展。该技术利用干细胞和微工程在芯片上构建人体器官模型,用于研究器官发育、相互作用和疾病反应机制。秦建华团队已开发出模拟大脑、肝脏等多种器官的系统,为医学研究和药物测试提供新方法。器官芯片的核心价值在于填补细胞培养与人体生物学之间的差距,为复杂疾病研究和药物安全性测试提供全新途径。
秦建华强调,脑芯片与脑机接口虽都研究大脑机制,但路径不同。脑芯片在体外重建大脑结构进行研究,而脑机接口则专注于解码神经信号以控制设备。
太空环境对人类生理系统的影响一直是载人航天任务的挑战。微重力条件下,宇航员常出现空间定向障碍、睡眠节律紊乱和认知下降等问题,这不仅影响任务执行,也可能在长期深空任务中构成安全风险。该实验有助于揭示微重力如何在基本层面影响人体机能,为太空医学研究带来新方向。
天舟九号此次运送的脑芯片实验是23项科学实验之一,涵盖生命科学、材料研究和流体物理等领域。这些实验由中国多家科研机构和大学共同开发,显示出中国太空科研的系统性规划和整体实力。天舟九号还携带了6500公斤的补给物资,包括科学载荷、船员必需品、推进剂和两套新型太空服。飞船在发射三小时后成功与天宫空间站对接,为空间站的研究和运营提供支持。
天宫空间站作为独立运营的大型空间设施,正逐步成为国际太空科学研究的重要平台。相比国际空间站,天宫在某些技术指标和实验能力方面展现出独特优势,尤其是在长期微重力实验和生命科学研究领域。
脑芯片实验的成功实施将为多个研究领域带来启示。在太空医学中,可能开发出针对性的防护和治疗措施,减轻长期太空飞行对宇航员神经系统的不良影响。在神经科学研究中,微重力下的脑组织行为观察可能揭示重力在神经系统发育和功能维持中的作用机制。此外,该技术在药物开发领域也具有潜力,有助于发现新的治疗靶点和药物机制。
随着人类太空探索向更远目标推进,如火星任务和月球基地建设,长期太空环境对人体的影响研究变得愈发关键。脑芯片实验代表这一领域的重要进展,为未来深空探索提供关键医学保障基础。此次实验不仅展现了中国在太空生物医学研究中的实力,也为国际太空科学合作提供了新机会。通过共享成果和技术经验,各国可共同推进对太空生物效应的理解,为全人类的太空探索事业做出贡献。
综合自头条号 @人工智能学家