
所有照片都是介观脑图系列结果的示意图。中国科学院脑科学与智能技术中心提供的照片
网民:我看到了一段消息,即在“细胞”和“神经元”等期刊上发表了有关介观脑图的10个研究结果。 “中等感官大脑图”与我们的大脑和技术有关!我想知道,美索不大的脑图是什么?什么用?
编辑:您关注的是研究中国科学院脑科学与智能技术卓越中心发起的“整个脑介质神经连接图”的研究结果。据报道,超过300多名家庭科学家和国外使用高精度光学脑成像和其他由我的国家独立开发的技术,这些技术是列出了五年的许多介质大脑地图,涵盖了主要物种,例如爬行动物,鸟类,啮齿动物,非人类灵长类动物和人,等同于为大脑绘制不间断的“星系图分布”。
在本期中,我们邀请中国科学学院的脑科学和智能技术卓越技术中心的高级研究员Sun Yangang遵循“脑图”,将我们带入我们的智力深度并探索未来。
绘制大脑图以提供大脑研究的支持
许多读者对介绍性脑图感到好奇?介观脑图位于宏观和显微镜之间,绘制脑部成分,例如神经元细胞,神经元网络,大脑区域和在单个神经元细胞的分辨率上工作的大脑区域。
人脑大约有1000亿个神经元,并且每个神经元与数千个神经元相关,例如具有无数星系的宇宙。如果您想准确找到神经元并研究如何探索“大脑的宇宙”他们连接并发送信息,您需要一个高准确的脑图才能“导航”。
以帕金森氏病为例,原因是大脑中多巴胺神经元细胞的凋亡。当前相对切割治疗的方法是增加多巴胺神经元细胞。但是,除了自身的问题外,这些细胞的凋亡也可能与它们生长的“土壤”有关。如果只有细胞被剥夺,则无法解决“地面”问题,而新的细胞尚未正确生长。因此,我们不仅应该研究细胞本身,而且还应研究其所在的环境。
在介观脑图的“导航”下,研究人员更好地研究神经元细胞及其周围环境,并打破了重要的大脑功能的操作代码,例如理解,运动,学习,记忆和决策。
自19世纪后期建立西班牙科学家拉蒙·卡哈尔(Ramon Cajar)的神经元以来绘制人脑的完整地图已成为生命科学的重要目的。 100多年来,科学家最近从具有302个神经元细胞的线虫开始,绘制了小物种(例如水果蝇,斑马鱼和小鼠)的大脑图。随着脑科学界爬上珠穆朗玛峰的攀登,从简单到简单到复杂,为大脑研究提供了重要的支持。
每个物种的大脑差异很大,并且复杂性各不相同。大脑的介观脑研究“全脑介质神经连接图”的大型科学计划涵盖了主要物种,例如爬行动物,鸟类,啮齿动物,非人类灵长类动物和人,并绘制了前所未有的“银河系段”。
战斗“记忆记忆”,脑GPS展示您的技能
在此时发布的一系列成就中,最大的成功在于改变技术系统。技能证明了光学成像技术一直是在绘制Primata的介观图方面,我的国家团结我的国家非常出色且可靠。在已发表的结果中,分辨率的分辨率分辨率的技术序列是由BGI生命科学研究所独立开发的,可以同时获得细胞细胞的空间位置和信息表达,这等同于为每个神经元安装GPS并释放一个“闲置卡”。
以阿尔茨海默氏病为例,以阿尔茨海默氏病为例,在过去,研究人员只知道阿尔茨海默氏病与消除细胞外β-淀粉样蛋白相关的是发展年龄块,但他们无法识别所有不同类型的微环境细胞。在这项研究中,研究人员通过单细胞分辨率的秩序技术的单细胞分辨率将海马大脑的区域细分了,发现病理小胶质细胞和星形胶质细胞很高在海马的雨伞区域中富集了,例如一个突然积累了大量异常活跃的人。研究人员首次嘲笑了正常人海马区和阿尔茨海默氏病患者的海马区域的单细胞分辨率。它们不仅认识到某些地区的神经元细胞受损,还筛选了特定和靶向大脑靶标,为早期分析和诊断阿尔茨海默氏病提供了新的标记,这可能会改变我们对抗“小偷记忆”的方式。
脑出血是脑血管紧急情况,死亡率高和残疾率。其病理恶化的机制是复杂的,并且尚未阐明脑部微静脉的演变的动态过程。这项研究还使用单细胞分辨率的空间转录顺序技术来描述来自小鼠脑出血后的超秒阶段到恢复阶段。它系统地评估了大脑损伤和修复的过程,以及不同细胞(例如神经胶质细胞)的主要作用,并解释说脑出血并不是一个简单的局部伤口,而是触发全脑反应。地图图为深入了解脑出血的动态病理过程提供了重要的资源,并为有针对性的干预措施和个人治疗技术奠定了基础。
将来还可以做什么?
绘制介观脑图非常困难。
首先,采样很困难。医学图片无法清楚地“看到”神经元细胞。他们只能通过隔离部分获得有限时间的静态信息,并且不会得到清晰的动态大脑图,并观察到大脑动态特性的变化。其次,由于数据处理,解决介质脑图是通常是纳米,猕猴大脑的数据量只能达到500TB的大小(Terabytes)。如果该分辨率进一步增加到十-TEN -TEN纳米,则猕猴脑图上的数据量将达到十吨(10万亿个字节),这足以超过普通数据中心的数据存储量。在猕猴大脑中,大脑中的神经元数量超过十倍。大量数据和所需的大计算强度更为无数。
目前,对“我国家的整个大脑介镜神经联系的研究已从小动物中提升到灵长类动物,非人类阶级一直在朝着绘制介镜人类脑图的最终目的朝着最终的目的迈进。“脑图”的价值不仅在学术研究领域。F由于大脑图的研究而可能是现实。
同时,我的国家还启动了“国际灵长类动物介绍性脑图研究联盟”的建立,以在世界上开放并共享一个“脑图数据库”,为了解人脑的奥秘提供了基本的基础。
通过应用新工具,例如结论性X射线神经示踪剂技术和AI算法,微观量表上的“脑图”可能不远,这可能会使您了解类似大脑的大脑的认识和发展的变化,以及脑部疾病治疗的革命性下降。站在神经科学的新起点,介于大脑的地图有助于我们在“大脑导航”期间进入。从基础研究到临床应用,这种高精度的“大脑图”将继续为人类健康和技术的发展提供基本指导。
(With -author是森中国科学院脑科学与智能技术中心的IOR研究员,我们的记者Huang Xiaohui接受了访谈)
“ Day -Day”(2025年7月26日,第06页)
(编辑:Yuan Bo,Zhao Xinyue)
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