发布时间：2022-04-01
记者: 李雪梅 2022年04月01日 08:08 来源：上海电台
我国在脑图谱绘制领域取得又一项重大成果。近日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心与华中科技大学等团队合作，在世界上首次获得了最大规模、最为精细的小鼠全脑投射图谱，为深入解析脑功能、脑疾病，提供了精准的导航地图，也为新型类脑智能系统的设计提供了重要参考。北京时间今天（31）深夜，该成果在《自然—神经科学》（Nature Neuroscience）期刊，以封面文章的形式在线发表。
大脑联接图谱是所有神经元之间结构联接的总和。绘制高分辨率的大脑联接图谱有助于阐明大脑工作原理，是世界各国打造全球脑科学中心的重要基础。但鼠脑有大约1亿个神经元，类型丰富多样，象森林中的树木一样，盘根错节、纵横交错，在大脑中进行着信息交流。中科院脑智卓越中心研究组组长严军研究员说，绘制大脑中的“森林”，过程极为复杂，是国际上公认的难题。
严军：“把我们研究小鼠的大脑里面的所有轴突都抽提出来，把它排开，有5000公里那么长，（相当于）从中国的最西边到最东边的跨度，要把这么长的轴突理清，是一个非常巨大的工程。”
为了解决这一问题，研究组通过多年攻关，自主开发了一套能够通过半自动方法，在三维空间里，快速重构神经元的一套软件系统，帮助科学家探秘大脑中的“森林”，并描绘每棵树的形态。
严军：“这个流程目前是国际领先的，包含对小鼠全脑的神经元（进行）标记，对大数据的压缩分解，（半）自动追踪，3D重构，最后统一配准到一个标准的脑图谱里面。”
基于此，严军团队决定聚焦小鼠大脑的前额叶皮层。后者在决策、工作记忆、注意力等高级认知功能中扮演重要角色，其结构和功能的异常会导致多种脑疾病。通过与脑智卓越中心徐宁龙团队、华中科技大学龚辉团队、脑智卓越中心全脑介观神经联接图谱平台等多个团队合作，研究获得了161个小鼠的全脑成像数据，并重构出了6357个前额叶单神经元全脑投射图谱。中科院脑智卓越中心副主任孙衍刚研究员说，小鼠介观神经联接图谱计划分三期完成。
孙衍刚：“第1期目标就是今天发布的成果。第2期是针对海马（区），海马是在空间、记忆、导航、情绪等方面非常重要的一个结构。第3期是在下丘脑，跟我们的本能行为，比如摄食、体温控制（有关），是一个非常重要的中枢。”
除了小鼠，斑马鱼和猕猴全脑介观图谱绘制工作也在同步推进，并将组成具有全球影响力的多维度的全脑神经联接图谱数据库，推动我国脑科学发展。
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