不同的大腦區(qū)域必須相互溝通才能控制復(fù)雜的思想和行為，然而目前科學(xué)家們對于這些區(qū)域組織成為廣闊神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的機制卻相對知之甚少。

    現(xiàn)在，來自南加州大學(xué)神經(jīng)成像實驗室的研究人員繪制出了一張小鼠全腦圖譜，揭示了大腦皮質(zhì)中數(shù)百條神經(jīng)元通路。這一在線開放獲取的交互式圖像數(shù)據(jù)庫：小鼠連接組項目，為有興趣研究整個大腦皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和功能的研究人員提供了一個寶貴的資源。相關(guān)研究論文刊登在了近期出版的《細胞》雜志上。

    論文資深作者、南加州大學(xué)董宏偉博士表示：“這項研究是第一次綜合繪制哺乳動物大腦最發(fā)達區(qū)域：大腦皮質(zhì)的圖譜?？茖W(xué)家們現(xiàn)在可以利用這一解剖圖作為可測試框架，探索每個結(jié)構(gòu)對于整個大腦功能的貢獻。”

    大腦皮質(zhì)是指大腦最外層的神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)，其在控制哺乳動物思想、情感和行為中起重要作用。盡管科學(xué)家們已經(jīng)小規(guī)模地繪制出哺乳動物大腦一些特殊區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)元連接圖譜，由于他們是在不同的動物模型中采用各種不同的技術(shù)，他們還沒有確切地理解大腦皮質(zhì)組織成廣闊神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的機制。因此，迫切需要開展全面的、嚴謹及一致的研究工作，繪制涵蓋整個哺乳動物大腦皮質(zhì)的神經(jīng)元連接。

    為了解決這一需要，董宏偉和他的同事們采用神經(jīng)元示蹤技術(shù)構(gòu)建出了小鼠大腦皮質(zhì)連接圖譜。他們將在顯微鏡下可見的熒光分子注入到整個小鼠大腦皮質(zhì)的不同區(qū)域。這些小分子沿著“細胞高速公路”運輸，標記了大約 600 個神經(jīng)元通路。研究人員采用高分辨率顯微鏡掃描了這些大腦區(qū)域，構(gòu)建出了皮質(zhì)連接的圖像數(shù)據(jù)庫。

  

    當(dāng)研究人員分析這些連接時，他們發(fā)現(xiàn)大腦皮質(zhì)是一個高度組織化的網(wǎng)絡(luò)，由八個子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，它們協(xié)調(diào)活動反應(yīng)動物的情感和感覺。并且，子網(wǎng)絡(luò)之間以一種非常特殊的方式來共享這一信息。“這些研究發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了流行假說：大腦皮質(zhì)是一個單一的網(wǎng)絡(luò)，在這一網(wǎng)絡(luò)中所有一切都密集連接在一起，”董宏偉說。

    接下來，研究人員可將來自這一重要哺乳動物模型系統(tǒng)的解剖數(shù)據(jù)與大量現(xiàn)有的分子遺傳數(shù)據(jù)合并來鑒別神經(jīng)細胞基本類型。董宏偉表示：“確定全腦的結(jié)構(gòu)組織將是朝著揭示腦功能以及在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中功能障礙的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)邁出的基本且令人興奮的一步。”