灌流培养与连续明场成像
2024 年 8 月 31 日，Advanced Materials Technologies 在线发表佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）与埃默里大学（Emory University）合作研究。平台以灌流改善三维脑类器官周围的营养交换，同时连续记录单个模型的明场图像。
团队持续跟踪每个类器官的生长与形态，利用图像分类预先筛选样本，再进行组织标记和转录组分析。
装置设置 8 个平行培养腔，以主动液体交换维持营养供应，同时容纳毫米尺度组织。研究将其与被动扩散及静态培养比较：主动交换下的生长轨迹更符合作者建立的营养输送模型，被动条件下则出现不同生长规律和组织状态。
组合图像特征进行模型分类
研究分析 35 个直接或派生图像特征。形状相关指标比单纯面积或直径更有区分力，但单一指标的两组分布仍有重叠。
支持向量机整合跨多个时间点的 12 个特征，区分正常发育与异常模型。后续免疫染色发现，异常组的神经玫瑰花结结构较大、较简单，发育标志表达较低；正常组则表现出更均匀的结构及相应神经元标志的空间分布。
作者用 70 张图像评价分类器，反复划分训练与测试数据。组合 12 项特征时，报告的平均分类准确率约为 90%；选出的特征来自观察时段的不同阶段，分类器因此利用了生长过程中的变化。
第 28–35 天的组织分析显示，平台模型形成神经祖细胞区域并逐渐出现更多成熟神经元标志。所测细胞凋亡水平较低，与旋转培养对照相近。这一组织层面的观察与图像筛选结果共同用于评价模型。
转录组复核、装置间变异与模型扩展
与旋转生物反应器中的模型相比，灌流平台类器官的转录组表现出较强的神经发育相关特征，细胞死亡相关基因表达较低。不同装置之间，神经玫瑰花结大小未见显著差异，所测细胞类型的变异程度也相近。
装置内部的位置也未与最终直径、圆度等形态指标显著相关；在所测试的不同流动条件下，主要生长指标没有显著差别。作者据此评价了同一装置内以及不同装置之间的稳定性。
团队进一步与人胎儿大脑 3 个皮层区域、4 个发育阶段的转录组作比较，观察到类器官与皮层发育的时间关联。相对于旋转培养，平台模型在该比较中表现出较快的发育进程；这属于转录组参照结果，研究尚未据此建立药物预测能力。
本研究使用对照细胞系。作者提出，后续需加入更多对照及同遗传背景的疾病模型，以区分疾病相关形态变化与培养异常造成的变化。