中国科学家率先绘制出世界最大的小鼠单细胞全脑投射图谱本文转自：新民晚报图说：《

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图说：《小鼠前额叶单神经元投射图谱》的研究者们来源：采访对象供图（下同）
新民晚报讯（采访人员马亚宁）揭秘脑联接图谱，是破译大脑功能的基础，也会给新一代人工智能带来重要启发。3月31日23:00 ，《Nature Neuroscience》期刊以封面文章的形式在线发表了题为《小鼠前额叶单神经元投射图谱》的研究论文，来自中国的脑神经科学家们绘制出国际上最大的小鼠单细胞全脑投射图谱。该研究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）、神经科学国家重点实验室、上海脑科学与类脑研究中心严军研究组、徐宁龙研究组与华中科技大学苏州脑空间信息研究院、武汉光电国家研究中心龚辉团队合作完成。
大脑联接图谱是所有神经元之间结构联接的总和。神经元是大脑最基本的组成单元，类型丰富多样，其轴突就像森林中的藤蔓一样，盘根错节、纵横交错。拥有不同投射模式的神经元往往参与不同的脑功能。绘制高分辨率大脑联接图谱，有助于阐明大脑工作原理，是世界各国打造全球脑科学中心的重要基础。该项研究在国际介观图谱领域率先重构了小鼠前额叶皮层6357个单神经元全脑投射图谱，建立了国际上最大的小鼠单细胞全脑投射图谱数据库。而此前，全世界所有完整形态重构的小鼠单神经元加起来也不到3000个。

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图说：6357个前额叶神经元的全脑轴突投射
鼠脑有大约1亿个神经元，类型丰富多样，其轴突像森林中的树木一样，盘根错节、纵横交错，在大脑中进行着信息交流。绘制大脑“森林” ，过程极为复杂，是国际上公认的难题。“设想我们把小鼠大脑里面的所有轴突都抽提出来，把它排开，有5000公里那么长，相当于从中国的最西边到最东边的跨度，要把这么长的轴突理清，是一个非常巨大的工程。”中科院脑智卓越中心研究组组长严军研究员说。
为了解决这一问题，严军研究组通过多年攻关，自主开发了一套能够通过半自动方法，在三维空间里快速重构神经元的一套软件系统，帮助科学家探秘大脑中的森林，并描绘每棵树的形态。同时，基于我国在光学成像技术上积累的领先优势，在介观（微米）尺度上，首次发现小鼠前额叶皮层中存在64类神经元投射亚型，揭示了其空间分布规律，阐明了前额叶内部模块化的连接网络和等级结构、神经元转录组亚型与投射亚型的对应关系，从而揭示了前额叶皮层内部连接和外部投射的规律，并提出了前额叶皮层可能的工作模型。而研究中使用的这一整套光学成像大数据神经元追踪及分析软件，也为研究模式动物全脑神经联接图谱建立了一套国际领先的研究方法和流程。
据介绍，大脑皮层不同脑区之间的信息交流依赖于神经元的长程投射，拥有不同投射模式的神经元往往参与不同的脑功能。前额叶皮层在决策、工作记忆、注意力等高级认知功能中扮演重要角色，其结构和功能的异常会导致多种脑疾病。据中科院脑智卓越中心副主任孙衍刚研究员介绍，小鼠介观神经联接图谱计划分三期完成：第一期目标就是今天发布的成果；第二期是针对海马（区），海马是在空间、记忆、导航、情绪等方面非常重要的一个结构；第三期是在下丘脑，跟本能行为，比如摄食、体温控制（有关），是一个非常重要的中枢。