我國科學(xué)家日前在腦圖譜研究領(lǐng)域取得新突破?!蹲匀弧冯s志7月2日發(fā)布一項重要研究成果,我國科研團隊成功繪制出小鼠三維腦區和立體定位圖譜(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“STAM圖譜”)。這項研究成果以1微米的各向同性分辨率實(shí)現了腦圖譜的精確測繪,為解開(kāi)腦科學(xué)的奧秘提供了關(guān)鍵工具。
經(jīng)過(guò)十年攻關(guān),中國科學(xué)院院士、海南大學(xué)生物醫學(xué)工程學(xué)院教授駱清銘、華中科技大學(xué)教授龔輝及美國加州大學(xué)洛杉磯分校教授董紅衛帶領(lǐng)的研究團隊,成功獲取了包括14000張冠狀切面、11400張矢狀切面和9000張水平切面在內的亞微米分辨的小鼠全腦細胞構筑圖像?;诤A壳衅瑪祿?,研究團隊劃分并標注了916個(gè)腦區的三維視角可調地圖,其中236個(gè)全新發(fā)現的腦亞區揭示了未知的神經(jīng)連接網(wǎng)絡(luò )。
該研究成果發(fā)布的STAM圖譜好比為大腦配備的“精密導航”,可以在神經(jīng)系統疾病研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
“腦部是人類(lèi)身體上最后一個(gè)‘黑匣子’?!敝袊馄蕦W(xué)會(huì )理事長(cháng)、空軍軍醫大學(xué)教授李云慶說(shuō),阿爾茨海默病、帕金森病等神經(jīng)系統疾病,不僅病程漫長(cháng),早期癥狀隱匿,且病癥多在大腦多個(gè)區域逐步發(fā)展,給早期診斷和有效干預帶來(lái)巨大阻礙,而STAM圖譜可以幫助科研人員精準定位病變腦區和相關(guān)神經(jīng)元,更好地進(jìn)行定位治療和干預靶點(diǎn)。
為了進(jìn)一步推動(dòng)腦科學(xué)的開(kāi)放共享,該研究團隊基于信息學(xué)技術(shù)搭建了圖譜數據的可視化與共享平臺,為公眾提供云計算和數據下載服務(wù),促進(jìn)神經(jīng)科學(xué)知識的科普和研究工作的發(fā)展。
“這次發(fā)布的STAM腦圖譜有兩個(gè)數量級的精度提升,神經(jīng)科學(xué)家經(jīng)常使用的小鼠腦圖譜終于更新?lián)Q代,可以用中國人的高精度圖譜了?!敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫學(xué)部執行部長(cháng)薛天說(shuō)。
“我們對宇宙的了解都比對人腦的了解更多?!瘪樓邈懻f(shuō),大腦的精妙之處在于,每個(gè)腦區像一個(gè)龐大而復雜的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn),相互緊密且復雜連接,共同協(xié)作行使著(zhù)豐富多彩的大腦功能。要想真正深入理解這些功能的形成機制,僅僅停留在宏觀(guān)層面遠遠不夠,必須開(kāi)展更深入的細化研究。
《自然》雜志審稿人評價(jià)稱(chēng):“該研究獲取如此高質(zhì)量的尼氏染色全腦數據集是前所未有的,為在單細胞水平研究大腦提供了一個(gè)強有力的神經(jīng)信息學(xué)工具,達成了一項極具意義的重大成就?!保ㄓ浾呦奶欤?/p>