大脑“布线”类似高铁网络?中国科学家解析最大规模小鼠单神经元全脑投射图谱( 二 )


已有的研究对在单个神经元水平上的前额叶神经元轴突投射的规律还不清楚 。而这次研究获得了161个小鼠的全脑成像数据 , 并从中成功重构出了6357个前额叶单神经元轴突形态 。
“我们首次发现 , 小鼠前额叶皮层中存在64类神经元投射亚型 , 并绘制出了这些神经元亚型在前额叶亚区的分布和皮层深浅层的分布 。”严军介绍 , 通过建立高空间分辨率的前额叶内部连接网络 , 研究团队发现 , 前额叶内部连接网络具有模块化的性质和等级结构 。
大脑“布线”类似高铁网络?中国科学家解析最大规模小鼠单神经元全脑投射图谱
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“这就好像我国的高铁交通网络 , 有主干、有一级分支 , 还有末梢 。”严军说 , 它们“布线”精巧而严谨 , 有的从主干分离后 , 就奔赴不同目标 , 有的却会连续接力 , 直到很远的地方 , “有的轴突甚至会从前额叶皮层投射到脊髓的运动神经元 , 整整长达一米!”
长程投射顶层调控
或成人工智能新启迪
生命的鬼斧神工 , 总会给人类以无穷启迪 。国际著名脑科学家、中科院院士蒲慕明表示 , 该研究为深入解析脑功能、脑疾病提供了精准的导航地图 , 为新型类脑智能系统的设计提供了重要参考 。
目前 , 人工智能所模拟的神经网络结构 , 还是较为简单抽象的环路 , 而此次在神经元长程投射模式上的新发现 , 以及前额叶顶层调控模式 , 不仅为深入研究高级认知功能的神经机制奠定了结构基础 , 还会给人工智能的发展带来启示 。
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“目前人工智能还没有这种处理模式 , 过去从未曾想到过 。”徐宁龙认为 , “这或许可以为很多算法设计 , 打开一扇新的大门 。”
龚辉介绍 , 在此项研究中 , 团队建立起了一系列技术平台 , 将为研究全脑介观神经联接图谱提供重要的技术支撑 。