去(2025)年11月，日本名古屋大學藥學研究科團隊利用人類誘導型多潛能幹細胞(iPSC)衍生的皮質、丘腦(thalamus)等類器官結合而成的人類丘腦-皮質組裝類器官(hThCAs)，在體外模擬人類大腦不同區域的連接與溝通機制，進而發現丘腦在引導人類大腦皮質內特化神經迴路的形成與成熟方面扮演關鍵角色。研究結果已發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)。

大腦皮質(cerebral cortex)包含多種類型的神經元，神經元彼此的溝通，以及與其他腦區的連結對於感知、思考與認知等核心大腦功能至關重要，若皮質迴路發育或運作異常，則可能造成自閉症類群障礙(ASD)等神經發展疾病。因此，理解神經迴路如何形成與成熟，對於找出神經發展疾病的根源與開發新療法至關重要。

先前研究顯示，丘腦對於組織大腦皮層的神經迴路具有重要作用，然而，由於人類胚胎腦難以取得，丘腦與皮質的互動如何影響人類皮質發育，至今仍不清楚。

研究團隊使用組裝類器官(assembloids)的方法，首先從iPSC衍生出人類皮質類器官與人類丘腦類器官。研究人員發現，來自丘腦的神經纖維會朝向皮質生長，而皮質的纖維也會向丘腦延伸。兩者之間形成突觸(synapses)，並形成人類丘腦皮質組裝類器官，其神經元連線型態與人類大腦中看到的連結非常相似。

研究團隊比較了組裝類器官中皮質區域的基因表現，與單獨培養之皮質類器官的差異。結果顯示，與丘腦連接的皮質組織呈現更成熟的特徵，進一步證實丘腦和皮質的溝通能促進皮質生長與發育。

此外，研究團隊也觀察到神經活動會以波浪般的方式自丘腦傳入皮質，並在皮質網路中引發同步化現象。研究團隊進一步測量三類主要的皮質興奮性神經元——皮質內投射神經元(intratelencephalic neurons, IT)、錐體束神經元(pyramidal tract neurons, PT)與皮質-丘腦神經元(corticothalamic neurons, CT)。

結果發現，PT與CT神經元皆會將訊號回傳至丘腦，並呈現明顯的同步化現象；而IT神經元因不投射至丘腦，並未出現同等程度的同步化，表示丘腦會選擇性強化特定神經元類型，進而促進形成協調一致的神經網路。

研究團隊表示，這項研究透過組裝類器官，成功重建人類神經網路，建立了一個可用於研究腦迴路如何形成及運作的平台，有助於加速揭示神經學與精神醫學疾病背後的機制，以及新療法的開發。

資料來源：https://www.sciencedaily.com/releases/2026/01/260106224630.htm

(編譯/實習記者 康育華)