【瞭望】中國科學家繪制小鼠全腦“導航地圖”

文章來源:腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心  |  發(fā)布時間:2022-04-02  |  【打印】 【關閉

  

  記者:扈永順 2022-04-01 16:10:02  來源:瞭望

  202233123:00,《自然-神經(jīng)科學》期刊以封面文章的形式在線發(fā)表了我國科研人員所做的《小鼠前額葉單神經(jīng)元投射圖譜》論文。該研究在國際介觀圖譜領域率先重構了小鼠前額葉皮層6357個單神經(jīng)元全腦投射圖譜,建立國際上最大的小鼠全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接譜數(shù)據(jù)庫,這為深入解析腦功能、腦疾病提供了精準的“導航地圖”。 

  這項研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心(神經(jīng)科學研究所)、神經(jīng)科學國家重點實驗室、上海腦科學與類腦研究中心嚴軍研究組、徐寧龍研究組與華中科技大學蘇州腦空間信息研究院、武漢光電國家研究中心龔輝團隊合作完成。 

  這項研究中,科研人員首次發(fā)現(xiàn)小鼠前額葉皮層中存在64類神經(jīng)元投射亞型,揭示了其空間分布規(guī)律,闡明了前額葉內部模塊化的連接網(wǎng)絡和等級結構、神經(jīng)元轉錄組亞型與投射亞型的對應關系,從而揭示了前額葉皮層內部連接和外部投射的規(guī)律,并提出了前額葉皮層可能的工作模型。 

  研究團隊發(fā)現(xiàn),前額葉內部連接網(wǎng)絡具有模塊化的性質和等級結構。這就好像我國的高鐵交通網(wǎng)絡,有主干、有一級分支,還有末梢。它們“布線”精巧而嚴謹,有的從主干分離后,就奔赴不同目標,有的則會沿著主干直到目的地。 

  雜志審稿人稱贊該數(shù)據(jù)揭示了前額葉神經(jīng)元令人驚嘆的多樣性”“為神經(jīng)科學界提供了不可估量的寶貴資源。國際著名腦科學家、中科院院士蒲慕明表示,該研究為深入解析腦功能、腦疾病提供了精準的導航地圖,為新型類腦智能系統(tǒng)的設計提供了重要參考。 

  大腦復雜度堪稱世界之最,是生命科學致力于攻克的最后“疆域”。大腦皮層不同腦區(qū)之間的信息交流依賴于神經(jīng)元的長程投射,擁有不同投射模式的神經(jīng)元往往參與不同的腦功能。前額葉皮層在決策、工作記憶、注意力等高級認知功能中扮演重要角色,其結構和功能的異常會導致多種腦疾病。前額葉的神經(jīng)元投射范圍很廣,幾乎覆蓋大部分腦區(qū),包括皮層、紋狀體、丘腦、中腦和后腦等。