在组装类器官中，丘脑接触改变了构建皮层细胞的命运

丘脑在把感觉信息传递给大脑皮层之前，似乎已经参与决定哪些细胞将构成皮层。9月3日发表于《科学》的一项研究显示，丘脑投射会接触人类皮层干细胞，并改变后者产生的细胞类型。在实验模型中，这种接触促进了兴奋性神经元，尤其是皮层上层神经元的生成。该发现把丘脑的作用从连接已经形成的神经元，提前到了细胞谱系仍在确定的发育阶段。

Claudia Nguyen、Aparna Bhaduri及其同事分别培养了代表丘脑和皮层的人类干细胞来源类器官。发育开始约三周后，研究人员把两个区域各一个类器官融合，形成丘脑轴突能够向皮层组织生长的组装类器官。细胞成像和单核RNA测序记录了两个区域相遇的过程以及生成细胞的身份。只有皮层的培养物、之后切开两个部分的处理和遗传改变构成了实验比较。

来自丘脑的轴突并不只是抵达神经元。它们直接接触外放射状胶质细胞；这种祖细胞在灵长类皮层中较为丰富，并与上层扩张有关。与只有皮层的对照相比，接受丘脑输入的组装类器官生成了更多兴奋性神经元，其中以上层细胞身份最为明显。团队还在原代人类皮层组织中观察到这一界面，支持该接触并非类器官特有；不过，因果操纵是在培养系统中完成的。

机制线索集中于NRXN1。该基因编码神经连接蛋白1，这种细胞黏附蛋白通常以组织神经元之间的连接而知名。研究人员扰动丘脑神经元中的NRXN1后，它们与外放射状胶质细胞的接触减少，上层皮层神经元的生成也减弱。公开可访问的资料没有报告每组比较所用的组装类器官数量、神经发生增加的数值幅度或不确定性区间，因此可以确认效应方向，却无法据此估计效应大小和变异程度。

移除丘脑输入、切断接触以及改变NRXN1所得的结果，共同支持组装类器官内部存在因果关系：轴突是引导祖细胞选择的环境组成部分。这并不意味着丘脑能够单独决定皮层结构。类器官无法重现胎儿大脑完整的血液循环、细胞多样性和信号经历；研究团队认为这种特定接触很可能不存在于啮齿动物，但尚未对此作出最终证明。

NRXN1变异此前已与包括自闭症在内的神经发育障碍相关联，但本实验没有测量症状，也没有证明一条单一的临床通路。它给出了一个更严格限定的结果：正在到来的脑区与仍在选择命运的细胞之间，存在一个早期、可观察且可进行遗传操纵的接触点。这个相遇在人类发育的何时发生，以及它对皮层最终细胞构成贡献多大，现在都能成为实验问题，而不再只是解剖学推断。