近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng )新中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“腦智卓越中心”）等科研機構聯(lián)合多國科學(xué)家，推出了介觀(guān)腦圖譜的10項系列成果，在《細胞》《神經(jīng)元》等國際學(xué)術(shù)期刊集中發(fā)表，標志著(zhù)我國在介觀(guān)腦圖譜領(lǐng)域的國際影響力進(jìn)一步鞏固。

何為介觀(guān)腦圖譜？據介紹，腦圖譜從研究尺度上可分為宏觀(guān)、介觀(guān)、微觀(guān)三大類(lèi)，介觀(guān)腦圖譜介于宏觀(guān)和微觀(guān)之間，以單個(gè)神經(jīng)元細胞的分辨率尺度，繪制神經(jīng)元細胞、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )、腦區和腦功能區等大腦的組成部分。人腦擁有800多億個(gè)神經(jīng)元，此前業(yè)界尚未繪制出單細胞分辨率的“高清腦圖譜”?，F在，中國科研人員領(lǐng)銜的團隊正試圖解構這一自然科學(xué)的“終極疆域”。

這也是我國在國際大科學(xué)計劃和大科學(xué)工程領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展?！叭X介觀(guān)神經(jīng)聯(lián)接圖譜”大科學(xué)計劃（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“腦圖譜大科學(xué)計劃”）是科技部重點(diǎn)培育的國際大科學(xué)計劃之一。當前，腦圖譜大科學(xué)計劃的研究目標已從小型動(dòng)物邁進(jìn)到繪制非人靈長(cháng)類(lèi)介觀(guān)腦圖譜的關(guān)鍵階段，穩步向著(zhù)繪制人腦介觀(guān)圖譜的最高目標邁進(jìn)。

“我們腦圖譜的研究實(shí)現了從嚙齒類(lèi)到靈長(cháng)類(lèi)的跨越?！蹦X智卓越中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明表示，靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物的腦遠比嚙齒類(lèi)動(dòng)物復雜，團隊借助高分辨率光學(xué)腦成像等前沿技術(shù)，解析了獼猴等物種的大腦細胞類(lèi)型、神經(jīng)聯(lián)接模式、發(fā)育進(jìn)化規律及腦疾病分子機制。

這一跨越具有重要意義。繪制高精度的“大腦地圖”——精確定位神經(jīng)細胞、解析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接規律，為理解腦功能機制、攻克腦疾病及研發(fā)類(lèi)腦智能提供了重要支撐。

以此次發(fā)表的系列成果中首次繪制的獼猴前額葉皮層單細胞分辨率全腦聯(lián)接圖譜為例，腦智卓越中心研究員嚴軍介紹，靈長(cháng)類(lèi)的前額葉皮層負責高級認知功能，團隊曾在2022年發(fā)布了關(guān)于小鼠前額葉皮層的研究，經(jīng)與此次研究的跨物種進(jìn)行比較，進(jìn)一步揭示了靈長(cháng)類(lèi)大腦神經(jīng)元高度精細化的聯(lián)接模式。而這項成果也顛覆了“物種越高等，神經(jīng)元越復雜”的傳統認知，該研究助力中國在非人靈長(cháng)類(lèi)“大腦宇宙”探索中取得領(lǐng)先地位。

“構建獼猴前額葉的單神經(jīng)元連接圖譜，有助于建立更精準的神經(jīng)疾病模型，也能為諸如抑郁癥、帕金森病等疾病的診斷和干預提供結構依據?！眹儡姳硎?，同時(shí)，單神經(jīng)元連接圖譜的研究，也能夠為人工智能提供非常有價(jià)值的參考——如果計算機系統也能模仿這種信息傳遞方式，在處理信息時(shí)將會(huì )變得更“聰明”。

另一項研究成果則首次系統繪制了獼猴屏狀核細胞空間分布與全腦聯(lián)接圖譜，這個(gè)被譽(yù)為“大腦指揮中心”的區域，可能是意識產(chǎn)生的關(guān)鍵腦區。研究發(fā)現，獼猴屏狀核被組織成四個(gè)功能性區域，每個(gè)區域都具有獨特的細胞類(lèi)型組成和連接偏好。這種模塊化的組織結構為理解屏狀核如何協(xié)調不同腦區的活動(dòng)提供了重要線(xiàn)索。更重要的是，該研究識別出了靈長(cháng)類(lèi)特有的細胞亞型，揭示了屏狀核在進(jìn)化過(guò)程中的重要擴展和特化。這項研究的社會(huì )意義和實(shí)踐應用前景十分廣闊，它為人類(lèi)理解自身意識和智能的本質(zhì)提供了重要的科學(xué)工具，有望在未來(lái)的醫學(xué)、人工智能和神經(jīng)工程等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠影響。

此外，在腦疾病機制解析方面，中國科研團隊首次繪制了正常人及阿爾茨海默?。ˋD）患者海馬區的單細胞分辨率空間轉錄圖譜，為AD的早期診斷提供了新的可能性，也為新藥開(kāi)發(fā)和精準治療提供了重要參考。

與以往成果的點(diǎn)上突破不同，此次系列創(chuàng )新成果集中發(fā)表的背后，是我國強大的自主技術(shù)作為支撐。腦智卓越中心黨委書(shū)記孫衍剛介紹，細胞圖譜、神經(jīng)聯(lián)接圖譜解析的兩大技術(shù)體系至關(guān)重要，前者用于揭示細胞類(lèi)型及其在疾病里發(fā)生的變化，后者包含成像和形態(tài)重構技術(shù)，能對全腦高清成像，并實(shí)現高通量、高速度的數據分析。

下一步，腦圖譜大科學(xué)計劃將持續擴大國際合作，建立腦圖譜技術(shù)共享平臺，整合多模態(tài)數據，建立AI輔助的數據采集、分析、解釋和驗證手段，構建面向全球開(kāi)放共享的“腦圖譜數據庫”，為理解人類(lèi)大腦奧秘提供關(guān)鍵基礎，推動(dòng)實(shí)現“認識腦、模擬腦、保護腦”的宏偉目標。

“靈長(cháng)類(lèi)腦圖譜具有工程大、周期長(cháng)、數據量驚人等特點(diǎn)，我們呼吁持續深化全球科技合作，共同向破解靈長(cháng)類(lèi)介觀(guān)腦圖譜的更高目標發(fā)起沖擊?！逼涯矫髡f(shuō)。