【學習強國】大腦里有片“森林”?中科院團隊繪制精準“導航地圖”系統揭示大腦工作原理

發布時間:2022-04-06

  編輯:劉彥緯 2022-04-04 來源:學習強國

[video:探秘大腦中的森林 200MB]

  近日,《Nature Neuroscience》期刊以封面文章的形式在線發表了題為《小鼠前額葉單神經元投射圖譜》的研究論文,該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、神經科學國家重點實驗室、上海腦科學與類腦研究中心嚴軍研究組、徐寧龍研究組與華中科技大學蘇州腦空間信息研究院、武漢光電國家研究中心龔輝團隊合作完成。

  該研究在國際上率先重構了小鼠前額葉皮層6357個單神經元全腦投射圖譜,建立了國際上最大的小鼠全腦介觀神經聯接圖譜數據庫;首次發現小鼠前額葉皮層中存在64類神經元投射亞型,揭示了其空間分布規律,闡明了前額葉內部模塊化的連接網絡和等級結構、神經元轉錄組亞型與投射亞型的對應關系,從而揭示了前額葉皮層內部連接和外部投射的規律,并提出了前額葉皮層可能的工作模型。該研究不僅為深入研究高級認知功能的神經機制奠定了結構基礎,也為研究全腦介觀神經聯接圖譜提供了重要的技術支撐。

小鼠前額葉195個神經元的全腦投射

  腦皮層不同腦區之間的信息交流依賴于神經元的長程投射,擁有不同投射模式的神經元往往參與不同的腦功能。因此,研究神經元的投射模式及其基本規律對于理解大腦的組織結構和信息處理機制具有重要的意義。以往,研究人員利用群體神經元示蹤技術,對小鼠皮層神經元的全腦投射進行了廣泛研究,發現皮層投射神經元可以分為端腦內側束神經元、錐體束神經元和皮層丘腦神經元。然而,近年研究表明,在這些傳統的神經元類型中還存在著更復雜、功能分工更精細的神經元亞型。系統地繪制大腦單神經元水平的投射圖譜,有助于發現新的神經元亞型和腦網絡的聯接規則,從而更系統全面地揭示大腦的工作原理。

  以下為漫畫圖解:

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