新華社上海4月1日電(記者張建松)在我國科學家努力下,迄今構建規模最大的小鼠單神經元全腦投射圖譜問世。3月31日,國際學術期刊《自然—神經科學》以封面文章形式在線發表了相關研究論文。
這項研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心嚴軍研究組、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。
據中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心研究組組長嚴軍研究員介紹,神經元是大腦信息處理的基本單元,小鼠大腦中約有上億個神經元。神經元通過軸突,將信號投射到不同腦區,從而使大腦中的信息交流。神經元在大腦中的長程投射,如同交通網絡中的干線一樣,至關重要。
前額葉皮層是大腦的控制中心,在決策、工作記憶、注意力等高級認知功能中扮演重要角色,其結構和功能的異常,會導致多種腦疾病。前額葉神經元投射范圍很廣,幾乎覆蓋大部分腦區。目前,在單個神經元水平上,前額葉神經元軸突投射的規律還不清楚。
我國科學家進行的這項最新研究,在國際上率先重構了小鼠大腦前額葉皮層6357個單神經元的全腦投射圖譜,基本覆蓋了所有類型,并建立了迄今規模最大的小鼠單神經元全腦投射圖譜數據庫。這是此前國際上所有研究小鼠單神經元全腦投射數量的兩倍以上。
嚴軍課題組通過數年努力攻關,自主開發了一套國際領先的神經元形態重構軟件。通過定量刻畫神經元軸突形態的相似性,首次發現小鼠前額葉皮層中存在64類神經元投射亞型,進一步深入研究還揭示出前額葉皮層內部聯接和外部投射的規律,提出前額葉皮層可能的工作模型。
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