科技日报记者 王祝华 通讯员 王一钦
11月23日，记者从海南大学获悉，由中国科学院院士骆清铭和李向宁、李安安领衔的研究团队，成功研发全脑细胞架构解析平台，并首次绘制完成小鼠全脑20种关键类型细胞的三维分布图，揭开大脑皮层与小脑的神经信号平衡机制，为脑科学研究提供统一、可靠的参考依据。该研究由海南大学联合华中科技大学展开，相关成果日前发表在《自然·通讯》上。
在哺乳动物大脑中，神经元的精准位置与排列方式，是搭建神经环路的核心，但传统研究受到技术的限制，难以精细解析整个大脑的相关情况。针对这一难题，团队结合转基因小鼠模型与荧光显微光学切片断层成像技术，获取了小鼠全脑连续亚微米级高清图像，图像清晰度与数据完整性均达到前所未有的水平。依托该平台，研究人员能清晰识别大脑内所有被标记的单个细胞，还将这些细胞精准对应到参考脑模板中，最终完成20种关键细胞的全脑三维图谱绘制。
团队创新融入生物信息学分析方法，借助高分辨率三维细胞分布图谱和大规模无监督聚类算法，把小鼠全脑分成均匀的三维网格，再归为不同类别，对应到参考脑模板后展开深入研究。这种方法在已知脑区中发现了独特的三维排列模式，说明大脑或许存在更精细的功能划分区域。此外，研究人员通过全脑尺度的信息整合分析还发现，大脑皮层整体偏向“兴奋性”神经信号，小脑则偏向“抑制性”神经信号，这一信号平衡机制，为脑疾病研究提供了全新方向。
李安安表示，该成果填补了全脑单细胞分辨率分布图谱的国际研究空白，推动脑科学研究从传统“宏观描述”升级到精准“精细解析”阶段。团队搭建的研究平台与共享数据集，将为解析神经环路、探究脑疾病发病原因、寻找潜在药物靶点打下重要基础，兼具显著科学价值与临床转化潜力。
网友评论
