脑图谱大科学计划时机已来！中国科学家十项成果给大脑绘高清地图...

人类大脑是一个非常复杂的组织，要理解大脑的工作原理首先要了解其中的细胞种类和神经联接规律，近日中国科学家联合发布系列成果给大脑绘制“高清地图”。

7月10日深夜，中国科学家联合发布介观脑图谱系列成果，实现从啮齿类到灵长类大脑的跨越。10项成果以专题论文集的形式集中发表在国际学术期刊《细胞》《神经元》《发育细胞》。

这些成果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，下称“脑智卓越中心”）、华中科技大学苏州脑空间信息研究院、华大生命科学研究院、中国科学技术大学、浙江大学医学院附属第一医院、郑州大学基础医学院、中国科学院遗传与发育生物学研究所、上海脑科学与类脑研究中心等国内科研机构，联合国内以及法国、瑞典、英国等多国科学家共同完成。

脑智卓越中心对第一财经介绍，本次脑图谱大科学计划系列成果由国内外30多家科研机构组成的超过300人的团队共同完成，展现了国际团队协同攻关的能力和成果，标志着脑图谱大科学计划的时机已经成熟。此次十项系列成果，上海的科学家牵头了其中五项科研成果。

本次集中发布的系列成果，覆盖爬行类、鸟类、啮齿类、非人灵长类和人类等关键物种，整合了转录组、联接组等多模态数据，进一步扩充了国际脑图谱在跨物种比较和时空动态解析方面的内涵；与以往成果的点上突破不同，本次系列成果以“自主技术迭代”为牵引，推进建立了从“环路解析-进化解密-疾病解码”的研究体系，有望推动实现从“结构到功能”的质的跨越，为深入解密大脑提供了全新视角与关键手段。

其中，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、上海脑科学与类脑研究中心刘真研究员和脑智中心孙怡迪研究员、临港实验室李昊研究员等合作建立了多组学增强子预测系统、猕猴在体筛选和多维验证系统，鉴定得到能够特异性标记猕猴皮层不同层兴奋性神经元、三种抑制性神经元亚型及胶质细胞的增强子，并生成112种细胞特异性AAV载体工具集，突破了传统转基因模型的局限性，标志着灵长类脑科学进入了精准细胞类型研究新阶段。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘真研究员在介绍成果时说，在我们的灵长类大脑里有成百上千种细胞，它们相互之间连接组成一个网络，那么这个网络就是我们大脑执行功能的基础。

当知道有这些细胞类型、知道它们的连接之后，如果想要它的功能就有一个非常关键的鸿沟——这些不同的细胞类型相互之间连接组成的网络，所以就需要研究在网络中、在不同行为认知过程中，大脑的哪些细胞是怎么相互协调来发挥功能的。“所以需要有一个关键技术能够把不同的细胞类型都能给标记出来。”

蒲慕明谈到追踪细胞的技术难度时说，追踪一个细胞需要很多人共同工作，每个人至少需要几个小时的时间进行追踪一个神经细胞的投射谱。在荧光标记之后，细胞追踪还不能完全自动化，需要人做决策，因为连接有时可能会断掉。如何做决定它们是否是同一根轴突，需要几个人一起对同一个细胞的轴突走向得到共识，这需要有一套程序，所有需要花费大量功夫才能完成几千个神经细胞的成像追踪。

脑图谱首先需要确定所有细胞种类，基本上5年内确定灵长类所有细胞的种类没有问题。在确定各种细胞种类之后，你需要了解哪些种类的细胞与哪些种类的细胞产生连接，这就是追踪神经连接。追踪需要花费很大的时间。猕猴所有脑区的各种种类中大约有1000种细胞，灵长类有几十个亿的细胞。但是如果做每一种类型几百个有代表性的细胞，就可以大致了解这种类型的投射模式。因此在上千个种类的神经细胞与各个脑区的连接能够画出有代表性的路线图，相信猕猴神经连接图谱在10年之内有希望完成。

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