來源：青年報·青春上海  時間：2022/02/14  記者：劉晶晶  

　　數(shù)以千億計的神經(jīng)元，組成了大腦，互相投射成為信息交流的“通路”。這其中的“軸突“猶如森林般藤蔓交錯，復(fù)雜程度堪稱世界之最。如今，來自上海的科學(xué)家繪制出了一張可以探秘這片森林的“地圖”——高分辨率的腦聯(lián)接圖譜。

　　  建立國際最大腦內(nèi)“導(dǎo)航地圖”   

　　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。神經(jīng)元是大腦最基本的組成單元，類型豐富多樣，其軸突就像森林中的藤蔓一樣，盤根錯節(jié)、縱橫交錯。神經(jīng)元通過軸突將信號長程投射到不同腦區(qū)，就像高鐵系統(tǒng)，對大腦中的信息交流起著至關(guān)重要的作用。擁有不同投射模式的神經(jīng)元往往參與不同的腦功能。因此，繪制高分辨率大腦聯(lián)接圖譜，有助于闡明大腦工作原理，是世界各國打造全球腦科學(xué)中心的重要基礎(chǔ)。

　　2022年3月31日23:00，《Nature Neuroscience》期刊以封面文章的形式在線發(fā)表了題為《小鼠前額葉單神經(jīng)元投射圖譜》的研究論文。

　　6357個前額葉單神經(jīng)元在前額

　　中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、神經(jīng)科學(xué)國家重點(diǎn)實驗室、上海腦科學(xué)與類腦研究中心嚴(yán)軍研究組、徐寧龍研究組與華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院、武漢光電國家研究中心龔輝團(tuán)隊合作完成了這項研究。

　　他們在國際介觀圖譜領(lǐng)域率先重構(gòu)了小鼠前額葉皮層6357個單神經(jīng)元全腦投射圖譜，建立了國際上最大的小鼠全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜數(shù)據(jù)庫。

　　前額葉皮層在決策、工作記憶、注意力等高級認(rèn)知功能中扮演重要角色，其結(jié)構(gòu)和功能的異常會導(dǎo)致多種腦疾病。已有的研究對在單個神經(jīng)元水平上的前額葉神經(jīng)元軸突投射的規(guī)律還不清楚。

　　“我們首次發(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，從而揭示了前額葉皮層內(nèi)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?！眹?yán)軍說，就好像搞清楚了高鐵交通網(wǎng)絡(luò)從主干到分支，再到末梢的布線及投射規(guī)律。這為深入解析腦功能、腦疾病提供了精準(zhǔn)的導(dǎo)航地圖，為新型類腦智能系統(tǒng)的設(shè)計提供了重要參考。

　　  攻克三大技術(shù)難關(guān)   

　　“這項研究是一項工程和技術(shù)上的奇跡，不僅揭示了前額葉神經(jīng)元令人驚嘆的多樣性，而且通過對它們的分析，為神經(jīng)環(huán)路潛在的組織原則提供了基礎(chǔ)。在我看來，這項研究為神經(jīng)科學(xué)界提供了不可估量的寶貴資源?！睂徃迦巳绱嗽u價這項研究成果。

　　要繪制單個神經(jīng)元全腦投射譜，涉及到三大技術(shù)瓶頸：神經(jīng)元的稀疏標(biāo)記、全腦連續(xù)光學(xué)成像、大規(guī)模神經(jīng)元追蹤與計算分析。徐寧龍、龔輝、嚴(yán)軍研究組，分別攻克了這三個難題。

　　嚴(yán)軍介紹說，人類目前已經(jīng)繪制完成的腦聯(lián)接圖譜模式生物只有線蟲一種?！熬€蟲僅有300個神經(jīng)元，軸突總長度約為50厘米，相當(dāng)于兩個籃球的直徑。而小鼠有1億個神經(jīng)元，軸突總長度有5000公里，差不多是從中國的最西邊到最東邊的跨度?！眹?yán)軍表示。