我國腦圖譜研究邁出關(guān)鍵一步

【瞧！我們的前沿科技】

日前，十項(xiàng)重要成果由《細(xì)胞》系列期刊以專題論文集的形式集中發(fā)布。這一系列成果是中國腦科學(xué)邁向世界科技前沿的關(guān)鍵一步，進(jìn)一步鞏固了我國在介觀腦圖譜領(lǐng)域的國際影響力。

腦圖譜是解密大腦“智慧密碼”的戰(zhàn)略基石。哺乳動(dòng)物大腦的復(fù)雜性超乎想象，其高度的多樣性、動(dòng)態(tài)演化特性和物種差異，為全面解析“大腦奧秘”帶來了巨大挑戰(zhàn)。

面對挑戰(zhàn)，我國科學(xué)家持續(xù)努力，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、華中科技大學(xué)蘇州腦空間信息研究院、華大生命科學(xué)研究院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等多家國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)，聯(lián)合法國、瑞典、英國等多國科學(xué)家，深入解析大腦細(xì)胞類型多樣性、聯(lián)接規(guī)律、發(fā)育進(jìn)化規(guī)律及腦疾病分子機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了單細(xì)胞分辨率的腦圖譜繪制從嚙齒類到靈長類的跨越。

此次集中發(fā)布的系列成果，覆蓋爬行類、鳥類、嚙齒類、非人靈長類和人類等物種。十項(xiàng)成果解析了多個(gè)腦區(qū)神經(jīng)元的全腦聯(lián)接規(guī)律，揭示了不同物種腦細(xì)胞類型的演化模式，探究了腦組織發(fā)育與進(jìn)化的關(guān)鍵機(jī)制，闡明了腦疾病中的細(xì)胞組成變化，為理解感知、記憶、決策等高級認(rèn)知功能，以及攻克腦疾病、啟發(fā)類腦智能奠定了基礎(chǔ)。

“非人靈長類腦圖譜是中國搶占科技制高點(diǎn)的突破方向。”中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心副主任師詠勇介紹，非人靈長類腦研究是理解人類智慧的鑰匙，更是國際競爭的焦點(diǎn)。

系列技術(shù)突破和研究成果彰顯了中國在非人靈長類介觀腦圖譜領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢——在技術(shù)自主性方面，中國科學(xué)家成功實(shí)現(xiàn)了獼猴PB級超大體量圖像的處理，自主研發(fā)了獼猴全腦單神經(jīng)元的自動(dòng)重構(gòu)和大規(guī)模協(xié)同校對等技術(shù)，首次構(gòu)建了大規(guī)模的獼猴前額葉單神經(jīng)元投射圖譜；在范式創(chuàng)新性方面，首次發(fā)現(xiàn)了獼猴屏狀核全腦連接樞紐作用，為理解意識(shí)的產(chǎn)生機(jī)制提供了新思路；在進(jìn)化獨(dú)特性方面，首次揭示了獼猴前額葉皮層“精簡高效”的神經(jīng)聯(lián)接模式，顛覆了“物種越高等，單神經(jīng)元連接越復(fù)雜”的傳統(tǒng)認(rèn)知。

對于此次成果“組團(tuán)”亮相，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明院士認(rèn)為：“中國科學(xué)院的先導(dǎo)項(xiàng)目、中國腦計(jì)劃，加上上海市科委的市級重大專項(xiàng)的支持，使得我們在這方面的進(jìn)展在國際上處于前沿地位。”他強(qiáng)調(diào)，腦圖譜研究是系統(tǒng)工程，需舉全球之力協(xié)同攻關(guān)。

師詠勇介紹，隨著新型成像技術(shù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前腦圖譜大科學(xué)計(jì)劃的研究目標(biāo)已從小型動(dòng)物邁進(jìn)到繪制非人靈長類介觀腦圖譜的關(guān)鍵階段，穩(wěn)步向著繪制人腦介觀圖譜的最高目標(biāo)邁進(jìn)。