该研究由约翰·霍普金斯大学一个多学科研究团队完成。研究人员使用人类诱导多能干细胞（iPSC）培育了一个包含约3万个细胞的“迷你大脑”，被称为“脑球”（BrainSphere）。“脑球”是一个高度标准化的类器官模型，由约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院研究人员在4年前开发，曾用于寨卡病毒、登革热病毒、艾滋病病毒、约翰·坎宁安病毒等多种病毒感染的研究。在新研究中，研究人员将“脑球”与新冠病毒一起孵育。他们发现，孵育开始6小时后，已有部分神经细胞被感染；72小时后，病毒复制变得很明显。聚合酶链式反应（PCR）检测结果显示，病毒拷贝数增加了至少10倍。
该研究结果表明，新冠病毒能感染人脑细胞并可在脑组织中复制，而这一发现也加重了科学家对病毒影响的担忧。彭博公共卫生学院的托马斯·哈尔腾博士指出，尽管人类大脑拥有血脑屏障，可阻止多种病毒、细菌通过血液进入脑组织，但其是否能阻止新冠病毒还有待证实。此外，新冠病毒对发育中大脑的影响也值得关注。虽然目前还没有证据表明新冠病毒会导致大脑发育障碍，但此前有研究表明，该病毒可以穿过胎盘，而胚胎在早期发育过程中并没有血脑屏障。因此，哈尔腾警告，疫情期间孕妇应格外小心。