中国科学家解析小鼠前额叶神经元投射图谱，发现64类神经元亚型
中国科学家解析小鼠前额叶神经元投射图谱，发现64类神经元亚型
近日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（以下简称“脑智卓越中心”）在小鼠前额叶神经元投射图谱研究方面取得重大突破。研究团队通过创新性的技术手段，成功解析了小鼠前额叶皮层中6357个单神经元的全脑投射图谱，建立了目前最大的小鼠全脑介观神经联接图谱数据库。这一成果不仅在学术界具有重要影响，也为相关脑疾病的机制研究和治疗提供了新的思路和方向。
重大发现：64类神经元投射亚型
研究团队通过三维重构技术，首次发现了小鼠前额叶皮层中的64类神经元投射亚型。这些神经元投射亚型的空间分布遵循严格的模块化和等级结构，为理解大脑高级认知功能提供了重要线索。
这一发现的重要性在于，它揭示了前额叶神经元连接的精细结构。前额叶是大脑中负责高级认知功能的关键区域，包括决策制定、情绪调节和社会行为管理等。通过解析这些神经元的投射模式，科学家们能够更深入地理解这些复杂功能的神经基础。
技术突破：新一代神经元重构系统Gapr
为了实现这一重大发现，研究团队开发了名为Gapr的新一代大规模单神经元重构系统。该系统创新性地整合了基于深度学习的全自动重构、多用户协同校对和高效图像数据处理等功能，显著提升了神经元重构的效率和准确性。
Gapr系统的核心优势在于其能够处理TB甚至PB级的光学成像数据。通过自动化重构和人工校对的结合，该系统不仅大幅减少了工作量，还确保了追踪结果的一致性和正确性。与传统方法相比，使用Gapr系统在15组小鼠fMOST数据中就能重构出4278个小鼠神经元，而在之前使用FNT系统需要161组数据才能获得6357个神经元。
应用前景：从基础研究到临床应用
这一系列研究成果不仅在基础研究领域具有重要意义，还为脑疾病研究和治疗提供了新的思路。通过解析神经元投射图谱，科学家们能够更好地理解各种脑疾病（如抑郁症、精神分裂症等）的神经机制，从而为开发新的治疗方法提供线索。
此外，Gapr系统的开发也为未来绘制更复杂的大脑图谱奠定了技术基础。随着技术的进一步发展，研究团队计划将这一方法应用于灵长类动物大脑的研究，这将为最终解析人脑的奥秘开辟新的途径。
这一系列突破性成果的取得，体现了中国在脑科学研究领域的快速发展和国际领先地位。通过持续的科技创新和跨学科合作，中国科学家正在为揭示大脑的奥秘做出重要贡献。