【瞭望】中国科学家绘制小鼠全脑“导航地图”
文章来源:脑科学与智能技术卓越创新中心 | 发布时间:2022-04-02 | 【】 【】
记者:扈永顺 2022-04-01 16:10:02 来源:瞭望
2022年3月31日23:00,《自然-神经科学》期刊以封面文章的形式在线发表了我国科研人员所做的《小鼠前额叶单神经元投射图谱》论文。该研究在国际介观图谱领域率先重构了小鼠前额叶皮层6357个单神经元全脑投射图谱,建立了国际上最大的小鼠全脑介观神经联接图谱数据库,这为深入解析脑功能、脑疾病提供了精准的“导航地图”。
这项研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、神经科学国家重点实验室、上海脑科学与类脑研究中心严军研究组、徐宁龙研究组与华中科技大学苏州脑空间信息研究院、武汉光电国家研究中心龚辉团队合作完成。
在这项研究中,科研人员首次发现小鼠前额叶皮层中存在64类神经元投射亚型,揭示了其空间分布规律,阐明了前额叶内部模块化的连接网络和等级结构、神经元转录组亚型与投射亚型的对应关系,从而揭示了前额叶皮层内部连接和外部投射的规律,并提出了前额叶皮层可能的工作模型。
研究团队发现,前额叶内部连接网络具有模块化的性质和等级结构。这就好像我国的高铁交通网络,有主干、有一级分支,还有末梢。它们“布线”精巧而严谨,有的从主干分离后,就奔赴不同目标,有的则会沿着主干直到目的地。
杂志审稿人称赞“该数据揭示了前额叶神经元令人惊叹的多样性”“为神经科学界提供了不可估量的宝贵资源”。国际著名脑科学家、中科院院士蒲慕明表示,该研究为深入解析脑功能、脑疾病提供了精准的“导航地图”,为新型类脑智能系统的设计提供了重要参考。
大脑复杂度堪称世界之最,是生命科学致力于攻克的最后“疆域”。大脑皮层不同脑区之间的信息交流依赖于神经元的长程投射,拥有不同投射模式的神经元往往参与不同的脑功能。前额叶皮层在决策、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。前额叶的神经元投射范围很广,几乎覆盖大部分脑区,包括皮层、纹状体、丘脑、中脑和后脑等。