【瞭望】中國(guó)科學(xué)家繪制小鼠全腦“導(dǎo)航地圖”

文章來(lái)源:腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心  |  發(fā)布時(shí)間:2022-04-02  |  【打印】 【關(guān)閉

  

  記者:扈永順 2022-04-01 16:10:02  來(lái)源:瞭望

  202233123:00《自然-神經(jīng)科學(xué)》期刊以封面文章的形式在線(xiàn)發(fā)表了我國(guó)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(guó)際介觀圖譜領(lǐng)域率先重構(gòu)了小鼠前額葉皮層6357個(gè)單神經(jīng)元全腦投射圖譜,建立國(guó)際上最大的小鼠全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接譜數(shù)據(jù)庫(kù),這為深入解析腦功能、腦疾病提供了精準(zhǔn)的“導(dǎo)航地圖”。 

  這項(xiàng)研究由中國(guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海腦科學(xué)與類(lèi)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(guó)家研究中心龔輝團(tuán)隊(duì)合作完成。 

  這項(xiàng)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(lèi)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(nèi)部模塊化的連接網(wǎng)絡(luò)和等級(jí)結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄組亞型與投射亞型的對(duì)應(yīng)關(guān)系,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。 

  研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),前額葉內(nèi)部連接網(wǎng)絡(luò)具有模塊化的性質(zhì)和等級(jí)結(jié)構(gòu)。這就好像我國(guó)的高鐵交通網(wǎng)絡(luò),有主干、有一級(jí)分支,還有末梢。它們“布線(xiàn)”精巧而嚴(yán)謹(jǐn),有的從主干分離后,就奔赴不同目標(biāo),有的則會(huì)沿著主干直到目的地。 

  雜志審稿人稱(chēng)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(xué)界提供了不可估量的寶貴資源國(guó)際著名腦科學(xué)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(zhǔn)的導(dǎo)航地圖,為新型類(lèi)腦智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了重要參考。 

  大腦復(fù)雜度堪稱(chēng)世界之最,是生命科學(xué)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(lài)于神經(jīng)元的長(zhǎng)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(jí)認(rèn)知功能中扮演重要角色,其結(jié)構(gòu)和功能的異常會(huì)導(dǎo)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。