【科技 ‧ 未來】集前人大成加獨門秘方 造就迷你腦崛起
作為這個領域的專家，蘭卡斯特研發迷你腦卻是誤打誤撞。2011年她在奧地利維也納分子生物科技學院（Institute of Molecular Biotechnology）擔任後博士研究員時，嘗試以人類胚胎細胞培養一種可發展成神經元的細胞。實驗不知何故出錯，在預期以外她培養出一粒粒乳白狀、沒有黏在培養皿底部的球體，部分更有奇怪的色素。
好奇心驅使她沒有棄置，反而加以觀察，結果在顯微鏡下發現那是發展中的視網膜細胞，即發展中的人腦一部分，切開後更發現了多種神經元。那一刻蘭卡斯特知道，她培養的細胞，自行組成了某個類似胚胎腦部的物體。
但這些意外成品並不是世上首批迷你腦。製造類器官的起源最早可以追溯到20世紀之初，美國動物學家威爾遜（Henry Wilson）發現海綿動物即使被打碎成單細胞，也能夠自行重新組合。德國動物學家霍特夫萊特（Johannes Holtfreter）於1939年在青蛙胚胎的細胞上發現類似情況。這些研究結果讓科學界開始好奇，其他動物甚至人類的細胞是否也有同樣的自行組合能力。這種想法直至1980年代，在複雜如視網膜甚或大腦皮層的動物器官中得以證實。
日本生物學家笹井芳樹受這些實驗啟發，早於2008年開始以胚胎幹細胞，先後培養出類似大腦皮層的球形組織和視網膜。近年其他技術突破逐漸促進了類器官發展潮流。2009年，荷蘭的分子遺傳學家克萊弗斯（Hans Clevers）發明了一種基質膠（matrigel）培養方法來培養類腸器官。
日本幹細胞專家山中伸彌，則因研發出革命性的「重新編程」（reprogramming）技術，以四種轉錄因子把老鼠的皮膚細胞，變回誘導式多能性幹細胞（induced pluripotent stem cell, iPS）而獲得諾貝爾生理醫學獎。這些細胞的特性是可以發展成身體各個種類的細胞，包括人腦，而在山中教授的研究中，成果是可跳動的心臟。
集前人之大成，加上蘭卡斯特研發出「獨門秘方」，讓培養迷你腦變得輕鬆簡單。科學家先採集人類的皮膚細胞，在實驗室中把它們轉化為多能性幹細胞，這些細胞的特性是可以發展為身體任何類型的細胞。過往最大困難在於誘導幹細胞發展為神經元。科學家花費了大量心力尋找由糖、蛋白質、維他命和礦物組成的完美比例，直到2013年終於被蘭卡斯特找到了。
之後的過程她形容為種花般簡單，只要把細胞放到模仿胚胎組織的基質膠，再放到模仿血液流動的反應器，置於適當溫度下，就如分別為種子提供「泥土」、「水」和「陽光」，神經元就會像人類胚胎時的腦部般自行組合，幾個月後成為迷你腦（上圖）。 蘭卡斯特透露，僅在她最近出席的一個研討會中，已有過百間實驗室正使用這種技術。
到底「迷你腦」有何用途？而它們又為何引起倫理爭議？詳見此報道其他文章：
上文節錄自第112期《香港01》周報（2018年5月21日）《「迷你腦」引發探索大腦隱憂》。