【科技 ‧ 未來】實驗室製「迷你腦」 引發倫理爭議

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受惠於技術突破,近年科學家能夠在實驗室內培養出各種「類器官」(organoid),除了腸、胃與肝臟,還包括我們的大腦。最近更有科學家不滿足於此,正試圖培養類似人類遠古近親尼安德塔人大腦的器官。

與此同時,上月底在《自然》期刊一篇由17位科學家共同撰寫的文章,呼籲各界討論腦部實驗的倫理問題。到底這些類腦器官有何用處?又有何隱憂?

受惠於技術突破,近年科學家能夠在實驗室內培養出各種「類器官」(organoid),除了腸、胃與肝臟,還包括俗稱「迷你腦」的類腦器官(brain organoid)。這些不足一厘米直徑的迷你腦,在醫學科研上展現了代替大腦的巨大潛力,進一步的問題是,它們是否可以像我們的大腦般思考、判斷,甚至產生某種自我意識?這是科技倫理學者近日提出的憂慮。上月底,《自然》期刊(Nature)刊登了一篇由17位科學家共同撰寫的文章,主張是時候討論使用人腦組織實驗的倫理問題。

實驗室製的「迷你腦」有與人類大腦相似的結構部分,但各部分組成方式不同。(Arlotta Lab, Harvard Stem Cell Institute圖片)

結構不盡相同 暫無意識可能

至少就現階段技術而言,蘭卡斯特認為不存在這種憂慮。迷你腦的結構與完整人腦不盡相同,即使迷你腦或也像完整人腦般擁有大腦皮層、海馬體、神經元、腦室等各種部分,但組成過程卻是隨機的。她經常比喻迷你腦為一架零件隨機組合的飛機:「例如機翼在頂,駕駛室在中,引擎在後,機輪在兩旁。這樣的『飛機』當然無法起飛,但我們仍可以從中研究各個部件。」因此,我們可以利用迷你腦研究不同大腦組織,但迷你腦無法思考。

而且,大腦功能一定程度上與神經元的數量相關。即使迷你腦與完整人腦構造一樣,但完整人腦有多達860億神經元,不足1厘米的迷你人腦大約只有十萬至百萬個,不可能完全具備人腦的能力。

技術發展迅速 學者籲及早思考

史丹福大學生物科學與法律中心(Stanford Center for Law and the Biosciences)總監格里利(Hank Greely)是那17位專家作者之一。他和其他作者當然清楚現今技術水平限制,但認為大眾應及早討論:「在這一刻,我看不到任何理由需要擔心類腦器官,但我們需要開始思考,因為這個領域發展得很快,無人能擔保五年後的成果。就討論倫理問題和規範而言,五年時間不是很長。」

華達奧的團隊成功為「迷你腦」內外建立了血管(紅色部分)。( UC Davis Institute for Regenerative Cures圖片)

美國索爾克生物研究所團隊成功把人類「迷你腦」移植到老鼠,由老鼠供應血液予迷你腦。(Salk Institute圖片)

從近來科學界在這方面的成果來看,格里利的擔憂並非全無道理。蘭卡斯特指,迷你腦之所以如此迷你,全因在現時技術下它缺乏足夠血液和營養輸送:「沒有血管的話,即使用上攪拌裝置,迷你腦的中心部分仍然不夠營養和血液。迷你腦的表面可能有很多健康的神經元,但內部基本上是死的。」

最近好幾個研究從不同進路着手:華達奧的團隊成功把一名病人的幹細胞分別轉化為迷你腦和內皮細胞(endothelial cells),在實驗室培養出有血管的迷你腦,數周後移植至老鼠身上仍可以正常運作;美國索爾克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)團隊成功把人類迷你腦直接移稙到老鼠的頭部,由老鼠的血管供給血液和營養;由柏斯卡(Sergiu Pasca)帶領的史丹福神經科學院(Stanford Neurosciences Institute)團隊去年則成功把兩個迷你腦連在一起,來自不同部分的神經元可交叉混合。

意識定義未明 人獸界線模糊

類似實驗愈來愈多,涉及動物也將不止於老鼠。當迷你腦愈來愈大,神經元愈來愈多,我們有沒有辦法辨斷,到哪一個地步迷你腦就稱得上有意識呢?我們會否不知不覺間製造了一些具有人類特質的東西,並將為此而擔心?這是格里利等人的疑問,而他們之所以擔憂,原因是科學界仍未對「意識」有完整定義:「如果我們了解人類的意識,我們或者更能指出何謂有意識的類器官,可是我們現時不知道一個活人的意識是怎麼樣。」

從腦部結構、行為、大小,我不認為有多少人會擔心一隻老鼠展現多少人類的特質,因為牠的腦只有人腦大小約千分之一。但如果移稙到一隻三周大的黑猩猩,我認為有顧慮的理由。
史丹福大學生物科學與法律中心(Stanford Center for Law and the Biosciences)總監格里利(Hank Greely)

腦波是有否意識的其中一個指標,惟科學界對於意識仍未有完整及一致定義。(視覺中國圖片)

移植人類迷你腦到動物的實驗令事情更為複雜。格里利補充,現時以人類進行實驗,都需要得倫理委員會批准,以確保過程安全和人道,用動物做實驗也是一樣;但迷你腦或許有能力感應痛楚和獲得經驗,這種曖昧的「中介狀態」卻沒有任何負責的監管機構。

即使撇除較長遠的意識爭議,美國西雅圖腦科學學院(Allen Institute for Brain Science in Seattle)主席哥治(Christof Koch)認為迷你腦仍有其他倫理問題需要注意:「誰有權擁有這些類腦器官?若我從你的手臂採集細胞,取得幹細胞在實驗室造了一個類腦器官,你有沒有擁有權?」現時腦組織樣本皆由負責收集和研究的人員或機構擁有,但那17位學者提醒,隨着這個領域的發展,迷你腦有朝一日或比現時有更高的「道德地位」,可能需要更多保障。

迷你腦雙面刃 有待公開討論

何況說到底,若為了治療疾病而創造一種像人類般有感知能力和意識的東西,又違反了什麼道德呢?這個問題學者們沒有在《自然》的文章中好好討論過。作者之一的杜克大學(Duke University )法律與哲學教授法拉尼(Nita Farahany)也無法否定迷你腦的本意良好。

研究對於腦疾病病人很重要,停止這方面的研究是不道德的。
杜克大學(Duke University )法律與哲學教授法拉尼(Nita Farahany)對《衛報》(The Guardian)說

「我們需要的應該是討論這個領域如何有責任地發展下去。」格里利在《衛報每周科學》(Guardian Science Weekly)訪問中坦承:「迷你腦是對是錯我沒有答案。我只是認為,科學家在沒有經過充足的公眾討論下進行這些研究是不對的。創造一種有意識的東西,不論是生物方式,還是用電腦造人工智能,社會都應該有討論和共識,而非只任由它發生。」

潛力龐大的「迷你腦」在實驗室如何製作?它們又有何用途?詳見此報道其他文章:

集前人大成加獨門秘方 造就迷你腦崛起

實驗室製「迷你腦」 三大方向造福人類

 

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》。



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