在高压氧（HBO）治疗及特定高压环境（如潜水作业）中，氧分压过高可能引发以抽搐为特征的中枢神经系统氧中毒（CNS-OT），但其具体分子机制尚不明确，且由于伦理限制与物种差异，相关研究缺乏理想的模型。为此，本研究首次利用人胚胎干细胞衍生的脑类器官构建了CNS-OT的体外模型，通过整合转录组学、功能学及药理学分析，揭示了HBO通过“活性氧—溶酶体—mTOR”轴介导神经毒性，其中mTOR的异常激活是损伤的关键。这一发现随后在小鼠模型中得到验证，即mTOR抑制剂temsirolimus可有效缓解神经损伤，且对海马区疗效显著。本研究证实了脑类器官可作为克服物种限制以研究人类特异性神经毒性的有力平台，促进了机制的深入探究和治疗靶点的识别。