人腦擁有800多億個神經(jīng)元，此前業(yè)界尚未繪制出單細胞分辨率的“高清腦圖譜”。現(xiàn)在，中國科研人員領(lǐng)銜的團隊正試圖解構(gòu)這一自然科學的“終極疆域”。
中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、華中科技大學蘇州腦空間信息研究院、華大生命科學研究院等科研機構(gòu)聯(lián)合多國科學家，推出了介觀腦圖譜的10項系列成果，細胞出版社7月10日以專題論文集的形式集中發(fā)布。
“我們腦圖譜的研究實現(xiàn)了從嚙齒類到靈長類的跨越。”腦智卓越中心學術(shù)主任蒲慕明表示，靈長類動物的腦遠比嚙齒類動物復雜，團隊借助高分辨率光學腦成像等前沿技術(shù)，解析了獼猴等物種的大腦細胞類型、神經(jīng)聯(lián)接模式、發(fā)育進化規(guī)律及腦疾病分子機制。
例如，其中一篇發(fā)表在《細胞》的文章，繪制了獼猴前額葉皮層的單神經(jīng)元全腦投射圖譜。腦智卓越中心研究員嚴軍介紹，靈長類的前額葉皮層負責高級認知功能，團隊曾在2022年發(fā)布了關(guān)于小鼠前額葉皮層的研究，經(jīng)與此次研究的跨物種比較，進一步揭示了靈長類大腦神經(jīng)元高度精細化的聯(lián)接模式。
再如，另一篇發(fā)表在《細胞》的文章聚焦在屏狀核——可能是意識產(chǎn)生的關(guān)鍵腦區(qū)，揭示了獼猴與嚙齒類在屏狀核結(jié)構(gòu)、細胞類型和分布上的顯著差異，發(fā)現(xiàn)獼猴屏狀核有四個不同功能區(qū)，各富含不同類型的投射神經(jīng)元，與大腦幾乎所有腦區(qū)都有特異的相互聯(lián)接。
創(chuàng)新成果背后有強大的自主技術(shù)支撐。腦智卓越中心黨委書記孫衍剛介紹，細胞圖譜、神經(jīng)聯(lián)接圖譜解析的兩大技術(shù)體系至關(guān)重要，前者用于揭示細胞類型及其在疾病里發(fā)生的變化，后者包含成像和形態(tài)重構(gòu)技術(shù)，能對全腦高清成像，并實現(xiàn)高通量、高速度的數(shù)據(jù)分析。
系列成果由國內(nèi)外超過300人共同完成，展現(xiàn)了國際協(xié)同攻關(guān)的能力。“靈長類腦圖譜有工程大、周期長、數(shù)據(jù)量驚人等特點，我們呼吁持續(xù)深化全球科技合作，共同向破解靈長類介觀腦圖譜的更高目標發(fā)起沖擊。”蒲慕明說。
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