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解释“大脑宇宙”的“天堂之书”
编者注:中国科学家采取了新的旅行步骤来打破大脑的奥秘。最近,关于大脑图的10个研究结果已共同完成了30多家科学机构,包括中国科学院的脑科学和智能技术卓越中心,已以特别论文的形式发表在国际期刊上。如何绘制高精度的“大脑图”?信息如何转移到大脑?准确诊断和治疗脑部疾病的新成功是什么?该报纸启动了一个特殊计划,以解释读者的研究重点。
绘制人脑的良好地图始终是科学界的真正目的之一。然而,哺乳动物大脑的复杂性是想象力的努力。人的大脑就像一个宽阔的宇宙,其中包含约1000亿个神经元和超过100万亿个神经联系。高差异 - 不同,进化和差异的动态特征 - 不同的人脑种类是科学和医学中最大的谜团和挑战之一。
为了探索“大脑的宇宙”的奥秘,中国科学家提出了“全脑介绍神经连接图”的主要科学计划,该计划将通过分辨出非人类表面和才华的细胞来创建介绍图的绘制。中国科学院脑科学和智能技术卓越中心副主任孙扬港(从那里称为“脑科学卓越中心”)告诉科学和技术日报:“为了实现这一目标,我们已经建立了一个Oorrroutine研究团队来执行Corps的大型作战。”
7月10日,中国脑图研究团队展示了其结果:由30多个科学机构组成的团队和Forei的团队补充了大脑图上的10个研究结果GN科学机构,例如脑图卓越中心,并以特殊的脑图形式出版在国际期刊上,例如“细胞”和“神经元”。一系列结果深入研究了脑细胞类型的多样性,连接模式,发育的发育模式和脑疾病的分子机制,并从啮齿动物跳来跳去表明单细胞分辨率的介质映射,并进一步结合了我国家的国际影响力。
挑战:打开人体的最后一个“黑匣子”
大脑是人体中的最后一个“黑匣子”。通过绘制高精度的“大脑图” - 大脑图,科学家可以准确地寻找神经细胞并研究神经网络连接规则,从而为理解脑功能的机制,征服脑部疾病的机制和大脑样研究提供了重要的支持。
“大脑图研究的含量包括识别不同类型的细胞,绘制不同的细胞A重复分布在大脑中,以及细胞之间神经连接网络的结构。 Pu Muming是Pu Muming。
中国脑图的研究团队使用了由BGI Life Sciences研究所独立开发的单细胞平台订单,用高临界值绘制了130万个脑细胞的进化图,该地图首次是五种主要的羊膜动物,尤其是乌龟,Zebra Finch,Pigeon,House,Macaque的乌龟。这项研究涵盖了3.2亿年的大脑进化,发现了主要生长体的演变,这会导致不同物种的脑细胞类型差异。
此外,中国大脑的大脑研究团队还绘制了屏幕核的全脑介质图,这是大脑的主要区域,可能与意识相关,fi fi。第一次在世界上。 “屏幕核心是一种神奇的结构,像纸在大脑深处的纸一样稀薄,该地图的结果支持诺贝尔奖获得者弗朗西斯·克里克(Francis Crick)的猜测:屏幕形核可能是由意识制成的主要核心,例如“负责人的大脑指挥官”,几乎所有领域都连接了大脑的所有区域。
在药物领域,准确的诊断和治疗始终是一个主要挑战。如何使早期诊断和差异更准确地诊断阿尔茨海默氏病(AD)疾病? Zhang Jing的团队是Zhejiang大学医学院第一分支机构医院的教授,以及中国科学学术学院的Duan Shumin,Zhejiang University医学学院的教授,成功地映射了单细胞分辨率的空间分辨率和No no No No Noical People和No Hippocampus的Hippocampus图像rmal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people and normal people are normalPatient ad for the first time in the world, filling research in这个领域。使用此“大脑图”,科学界对与AD相关的分子机制的研究可以遵循该地图。
记者指出,此时发布的结果还包括用于大脑图研究的主要技术,例如灵长类动物大脑中神经细胞的特定标记,法规和观察ools。基于这些有针对性的遗传分子工具,科学家可以通过灵长类动物模型中的腺相关病毒(AAV)向量准确地将功能蛋白提供给特定细胞,这些病毒预期可以实现对脑部疾病的准确靶向治疗。这个过程就像修复“大脑工厂”破裂的部分。 “ MGA靶向工具的发展不仅为我们提供了了解大脑奥秘的强大工具,而且为脑部疾病的治疗和类似大脑般的智力的发展带来了新的突破。”
据报道,围绕大脑图的主要领域,中国脑图研究小组建立了一个研究系统,“循环审查 - 进化解密 - 解码疾病”。从太阳长的角度来看,这是与以前的单点崩溃结果最大的区别,预计To在大脑图上的“结构到工作”研究中促进定性跳跃,为深度大脑解密提供了一种新的观点和基本方法。
突破:灵长类动物研究中的啮齿动物的跳跃
目前释放了10个结果,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,结合了多模式数据,例如转录组和这些主要物种的组,并进一步扩展了与跨体种和时空动态测试相比,全球脑图的含义。
“我认为最大的进步是,我们将在链接图上将研究从老鼠推向非人类灵长类动物,即猕猴研究的阶段。” Sun Yangang说,该集合中发布的10个结果的两篇重要文章描述了灵长类动物的大脑结构。非人类灵长类动物的大脑最接近人脑的结构。在研究人脑之前,最好使用非非 - 人类primata作为模型。
猕猴前额叶皮层的全脑图连接的单细胞分辨率世界中的第一张地图是这一主要跳跃的结果之一。
该论文的联合第一作者兼大脑卓越卓越中心研究小组的副研究人员Gou Lingfeng介绍了前额叶叶作为大脑的“主要办公室”,管理着意识的先进功能,例如记忆和行为控制。 “以前,我们的小组在世界上完成了啮齿动物的运动,整个脑图的整体地图连接的大额额叶皮层连接,但要了解诸如“为什么人们是人们”和“为什么我们知道的”等问题,研究必须从相对较低的小鼠跳到更高的Primata。
为了绘制猕猴的前额叶叶的地图,在研究团队中重新塑造了整个脑部投影,在猕猴的前额叶叶中超过2,000个单个神经元,并找到了一系列宝贵而有趣的结果。 “猕猴的前额叶皮层的神经连接模式比大鼠更简单和高效。” Gou Lingfeng清楚地说,灵长类动物的大脑就像一家大型公司,有许多员工,但明确的劳动分歧。虽然老鼠的大脑就像一家小公司,员工很少,并且需要许多员工担任许多职位。这减少了传统的认知:“物种越高,神经元越复杂”。
成功地映射了猕猴前额叶皮层中神经元的整个脑图,使人们可以看到传递大脑信息的“精确电路图”。麻省理工学院麦戈文脑科学研究所主任罗伯特·黛西蒙(Robert Daisimon)评论说:“前额叶皮层的新'电路图及其与灵长类动物的联系非常必要促进我们对提供健康和疾病的测量状态的理解。”
合作:画一个高质量的大脑“地图世界在一起
在其成立125周年中,《科学杂志》提出了125个主要科学问题,其中18个属于脑科学领域。近年来,欧洲和美国国家通过大脑图作为主要内容的研究启动了脑科学计划,中国科学家也促进了“整个脑介镜神经连接图”的主要科学计划。根据该计划,我的国家正试图在2025年之前完成整个大脑介绍性神经连接MAPOF大鼠,并在2035年完成猕猴。
如果将人脑的每个区域与一个地方进行比较,那么画一张人脑的图等同于绘制大脑的“世界地图”。从太阳扬的角度来看,此结果的纯粹释放是绘制大脑“世界地图”的起点。
这是一个非常重要的科学项目,旨在绘制真正高质量的“大脑图”。 Sun Yangang说,关于灵长类动物的大脑图的研究具有特性Of大型工程,长周期和惊人的数据量。我们应该继续加深全球,技术和技术合作,并对更高的灵长类动物介绍性脑图产生影响。
在此时发布的结果中,猕猴形核的单细胞空间转录组图积累了来自8家家庭和外国研究机构的92位科学研究人员,并结合了猕猴干细胞和大脑等的主要资源。 “沉·齐明说。
据了解,诸如大脑卓越中心之类的国内机构领导了与领先的科学科学和科学机构建立共同努力的领先伙伴关系,以建立“国际灵长类动物介绍性脑图联盟”。中国科学家还将加入大脑图领域的科学家,以继续促进“整个脑介质神经连接图”的基本科学计划,并同时,建立一个全局开放和共享的脑图数据库。 Sun Yangang说,研究小组发布了第一个猕猴 - 细胞精度脑投影图数据库,全球共享的大脑图研究数据已经建立了一个平台,还为研究大脑的大脑和人们的大脑功能提供了研究。
人脑的神秘面纱正在慢慢释放。
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