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    不同的大腦區域必須相互溝通才能控制復雜的思想和行為，然而目前科學(xué)家們對于這些區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。

    現在，來(lái)自南加州大學(xué)神經(jīng)成像實(shí)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)中數百條神經(jīng)元通路。這一在線(xiàn)開(kāi)放獲取的交互式圖像數據庫：小鼠連接組項目，為有興趣研究整個(gè)大腦皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò )構造和功能的研究人員提供了一個(gè)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(dòng)物大腦最發(fā)達區域：大腦皮質(zhì)的圖譜。科學(xué)家們現在可以利用這一解剖圖作為可測試框架，探索每個(gè)結構對于整個(gè)大腦功能的貢獻。”

    大腦皮質(zhì)是指大腦最外層的神經(jīng)組織結構，其在控制哺乳動(dòng)物思想、情感和行為中起重要作用。盡管科學(xué)家們已經(jīng)小規模地繪制出哺乳動(dòng)物大腦一些特殊區域內的神經(jīng)元連接圖譜，由于他們是在不同的動(dòng)物模型中采用各種不同的技術(shù)，他們還沒(méi)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(kāi)展全面的、嚴謹及一致的研究工作，繪制涵蓋整個(gè)哺乳動(dòng)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)構建出了小鼠大腦皮質(zhì)連接圖譜。他們將在顯微鏡下可見(jiàn)的熒光分子注入到整個(gè)小鼠大腦皮質(zhì)的不同區域。這些小分子沿著(zhù)“細胞高速公路”運輸，標記了大約 600 個(gè)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域，構建出了皮質(zhì)連接的圖像數據庫。

  

    當研究人員分析這些連接時(shí)，他們發(fā)現大腦皮質(zhì)是一個(gè)高度組織化的網(wǎng)絡(luò )，由八個(gè)子網(wǎng)絡(luò )構成，它們協(xié)調活動(dòng)反應動(dòng)物的情感和感覺(jué)。并且，子網(wǎng)絡(luò )之間以一種非常特殊的方式來(lái)共享這一信息。“這些研究發(fā)現挑戰了流行假說(shuō)：大腦皮質(zhì)是一個(gè)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(shuō)。

    接下來(lái)，研究人員可將來(lái)自這一重要哺乳動(dòng)物模型系統的解剖數據與大量現有的分子遺傳數據合并來(lái)鑒別神經(jīng)細胞基本類(lèi)型。董宏偉表示：“確定全腦的結構組織將是朝著(zhù)揭示腦功能以及在神經(jīng)系統疾病中功能障礙的結構基礎邁出的基本且令人興奮的一步。”