人腦擁有800多億個(gè)神經(jīng)元，此前業(yè)界尚未繪制出單細(xì)胞分辨率的“高清腦圖譜”。現(xiàn)在，中國(guó)科研人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)正試圖解構(gòu)這一自然科學(xué)的“終極疆域”。
中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院、華大生命科學(xué)研究院等科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合多國(guó)科學(xué)家，推出了介觀腦圖譜的10項(xiàng)系列成果，細(xì)胞出版社7月10日以專題論文集的形式集中發(fā)布。
成果以封面文章形式發(fā)表在《細(xì)胞》。（受訪者供圖）
“我們腦圖譜的研究實(shí)現(xiàn)了從嚙齒類到靈長(zhǎng)類的跨越。”腦智卓越中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明表示，靈長(zhǎng)類動(dòng)物的腦遠(yuǎn)比嚙齒類動(dòng)物復(fù)雜，團(tuán)隊(duì)借助高分辨率光學(xué)腦成像等前沿技術(shù)，解析了獼猴等物種的大腦細(xì)胞類型、神經(jīng)聯(lián)接模式、發(fā)育進(jìn)化規(guī)律及腦疾病分子機(jī)制。
例如，其中一篇發(fā)表在《細(xì)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(yán)軍介紹，靈長(zhǎng)類的前額葉皮層負(fù)責(zé)高級(jí)認(rèn)知功能，團(tuán)隊(duì)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(jìn)一步揭示了靈長(zhǎng)類大腦神經(jīng)元高度精細(xì)化的聯(lián)接模式。
再如，另一篇發(fā)表在《細(xì)胞》的文章聚焦在屏狀核——可能是意識(shí)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(xì)胞類型和分布上的顯著差異，發(fā)現(xiàn)獼猴屏狀核有四個(gè)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(qiáng)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(xì)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(xì)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(duì)全腦高清成像，并實(shí)現(xiàn)高通量、高速度的數(shù)據(jù)分析。
系列成果由國(guó)內(nèi)外超過(guò)300人共同完成，展現(xiàn)了國(guó)際協(xié)同攻關(guān)的能力。“靈長(zhǎng)類腦圖譜有工程大、周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量驚人等特點(diǎn)，我們呼吁持續(xù)深化全球科技合作，共同向破解靈長(zhǎng)類介觀腦圖譜的更高目標(biāo)發(fā)起沖擊。”蒲慕明說(shuō)。
