科學家繪製的神經圖揭示細胞結構連接與大腦活動關係
【記者林孟論外電報導】施普林格·自然旗下學術期刊《自然》和《自然-方法》最新同步發表一組由“皮層網絡的機器智能(MICrONS)聯盟”完成的神經科學論文，科學家繪製出小鼠大腦細胞結構和連接的詳細圖譜，揭示了它們與小鼠大腦活動的關係。
在這一據稱是迄今最全的小鼠大腦圖譜上，從小鼠大腦中僅1立方毫米(約相當於一粒奇亞籽大小)的空間裏，科學家們利用新開發的人工智能(AI)工具，追蹤了約8.4萬個神經元、超5億個突觸和約5.4公里長的神經元連接。
論文作者指出，雖然僅代表大腦的很小一部分，但這一高分辨率的連接圖譜有助於描繪大腦的組織方式，以及不同類型的細胞如何協同工作。
該論文介紹，大腦是由包括神經元在內的細胞構成的細胞網絡，神經元會受到刺激而激活，並通過突觸連接，認知功能的基礎涉及神經元激活和細胞連接之間的相互作用，為深入了解哺乳動物的大腦回路，“皮層網絡的機器智能聯盟”研究團隊從一隻小鼠的視覺皮層中生成一張大規模的神經形態和連接的高分辨率圖譜，並探索了它們與功能和遺傳特徵的關係。
論文描述了識別不同細胞、分析連接以及將布線圖與神經元活動聯繫起來的工具，該研究工作共同提供了對大腦特定部分的描述，為這些部分如何協同工作帶來了新見解。
論文作者指出，小鼠視覺皮層與其他哺乳動物(包括人類)有不少相似之處，因而是一個有趣且重要的研究對象，但這只是大腦的一個區域，而且還是很小的一部分，因此，研究完整回路需要更廣泛的圖譜，而這需要連接組學領域工具和方法的進步。
↑圖說：在本研究項目中，12萬個腦細胞(神經元+膠質細胞)中有一小部分被重建的示意圖(供圖)
迄今最全小鼠大腦圖譜
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