探秘大脑中的森林
神经元是大脑最基本的组成单元，类型丰富多样，其轴突就像森林中藤蔓一样，盘根错节，纵横交错。
神经元通过轴突将信号长程投射到不同脑区，就像高铁系统，对大脑中的信息交流起着至关重要的作用。拥有不同投射模式的神经元往往参与不同的脑功能。
绘制高分辨率大脑联接图谱，有助于阐明大脑工作原理，是世界各国打造全球脑科学中心的重要基础。
前额叶皮层在决策、工作记忆、价值判断等高级认知功能中扮演重要角色，其结构和功能的异常会导致多种脑疾病。
为了绘制小鼠前额叶皮层单神经元水平的全脑投射图谱，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心与华中科技大学合作，在国际上率先重构了小鼠前额叶皮层6357个单神经元的轴突形态，成功建立了国际上最大的小鼠全脑介观神经联接图谱数据库。
在太字节（ TB ）量级的全脑光学成像大数据中，对单神经元形态逐个进行三维重构，整个过程工作量大、极为复杂和耗时，是国际上公的难题。为解决这一难题，中科院团队自主开发了一套国际领先的神经元形态重构软件 FNT ( Fast Neurite Tracer )。
团队利用自主开发的聚类分析方法，定量刻画神经元轴突形态的相似性，首次发现小鼠前额叶皮层中存在64类神经元投射亚型。
团队绘制出64个神经元投射亚型在前额叶亚区和皮层深浅层的空间分布规律。
研究发现前额叶内部连接网络具有模块化的性质和等级结构。
通过与前额叶转录组数据进行关联分析，并利用逆向示踪和单分子荧光原位杂交技术后，发现单个转录组亚型对应多个投射亚型这一重要规律。
2022年4月，该成果以封面文章形式发表于《Nature Neuroscience 》。
该研究为深入解析脑功能、脑疾病提供了精准的导航地图，为新型类脑智能系统的设计提供了重要参考。
制作单位：中科院脑科学与智能技术卓越创新中心、上海市科普基金会、上海市科学技术协会、“学习强国”上海学习平台
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