大腦是人體最為復雜和精密的器官，由約860億個神經元和數(shù)萬億個神經聯(lián)接組成。作為神經系統(tǒng)的核心，大腦負責調控人體的所有生理功能，包括感知、思考、記憶、情感、運動等，探究其本質是國際腦科學研究一直以來的前沿熱點。
我國腦圖譜研究系列成果集中發(fā)布
經過多年研究攻關，中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心、華大生命科學研究院等國內科研機構，聯(lián)合法國、瑞典、英國等多國科學家，實現(xiàn)了在單細胞分辨率下從嚙齒類到靈長類的腦圖譜繪制的跨越，十項重要成果昨天晚上在《細胞》系列期刊以?？男问桨l(fā)表。
本次集中發(fā)布的系列成果，覆蓋爬行類、鳥類、嚙齒類、非人靈長類和人類等關鍵物種，進一步擴充了國際腦圖譜在跨物種比較和時空動態(tài)解析方面的內涵。與以往成果的點上突破不同，本次系列成果有望推動實現(xiàn)從結構到功能研究的跨越，為深入解密大腦提供了全新視角與關鍵手段。
中國科學院院士、中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心學術主任 蒲慕明：我們的腦計劃比其他國家，尤其歐美的腦計劃更為廣泛、更為全面，除了基礎腦科學以外，我們很重視它的實際應用，就是在腦疾病的診斷治療方面，還有對新一代類腦人工智能方面的推動，包括腦機接口方面的推動，是同時并行，所以我們有“一體兩翼”的規(guī)劃，“一體”就是基礎研究，“兩翼”就是兩個重大的應用方向。
作為我國重點培育的國際大科學計劃之一，腦圖譜大科學計劃的核心目標逐步聚焦在繪制非人靈長類動物和人腦全腦的單細胞精度的神經聯(lián)接圖譜。本次腦圖譜大科學計劃系列成果由國內外30多家科研機構組成的超過300人的團隊共同完成，將為理解腦功能機制等提供重要支撐。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心副主任 孫衍剛：腦圖譜的研究有非常重要意義，對于我們理解大腦的工作原理，去理解疾病、開發(fā)疾病的一些治療的靶點和方案有非常重要的支撐。還有一個非常重要的意義就是可以借鑒人的大腦或者靈長類大腦的架構原理，去啟發(fā)類腦人工智能的發(fā)展。
世界首次繪制
獼猴前額葉神經元全腦聯(lián)接圖譜
在靈長類動物的大腦中，前額葉皮層可以說極為特殊，相當于“執(zhí)行中心”，分析信息、決策執(zhí)行等高級認知功能都和這個腦區(qū)有著密不可分的聯(lián)系，但其神經聯(lián)接規(guī)律目前仍不清楚?，F(xiàn)在，我國科學家取得新的研究進展，在世界上首次繪制了“非人靈長類前額葉皮層單神經元分辨率的全腦聯(lián)接圖譜”，為深入解析靈長類高級認知功能的神經機制提供了重要的理論基礎。
利用自主研發(fā)的單神經元形態(tài)重構技術，科研團隊重構了獼猴前額葉皮層中2231個神經元的全腦聯(lián)接，涵蓋了前額葉皮層的主要神經元類型。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心高級研究員 嚴軍：它們每一個神經元的軸突，我們現(xiàn)在都在三維空間里面描繪出來了。神經元的軸突是怎么經過大腦的不同區(qū)域最后靶向到一些腦區(qū)的，這個給到我們一個三維全息的、非常細致的信息。
研究發(fā)現(xiàn)，與小鼠相比，獼猴前額葉神經元具有高度的靶向專一性、更少的軸突分支和相對更集中的末梢分布，為研究靈長類的高級認知功能提供了重要支撐。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心高級研究員 嚴軍：一個很根本的科學問題，什么造成了我們人腦有能力處理非常復雜的信息？現(xiàn)在通過研究我們意識到，可能是因為我們大腦里面的神經元都分工非常明確，比方說每個神經元的靶向都是非常單一的，都是非常專一化，在同一個腦區(qū)里面有非常多的神經元各自干不同的事情。這種單一性的投射、布線的規(guī)則，是能夠幫助我們將來比方說設計更好的人工智能的算法或者是器件，去模擬我們人腦的高級認知功能。
腦圖譜大科學計劃進入關鍵階段
從鼠腦約7000萬神經元，到獼猴腦約60億神經元，再到人腦約860億神經元，體積和復雜度呈指數(shù)級增長。最新取得的系列成果，讓腦圖譜大科學計劃的研究目標從小型動物邁進到繪制靈長類全腦聯(lián)接圖譜的關鍵階段。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心副主任 師詠勇：現(xiàn)在我們做的腦圖譜計劃，您就可以理解成生命科學領域里的另一個基因組計劃，而它比基因組計劃的要求更高。因為人腦有860億個神經元，這些神經元之間的聯(lián)接甚至被認為要有860億再乘以10的4次方這樣一個數(shù)量級，這個數(shù)據(jù)是驚人的大。而且這一些聯(lián)接和什么樣的腦功能有關，和什么樣的腦疾病的發(fā)生是有關系的，還有待大量的研究和驗證。所以從這個角度來說，這等于說會開創(chuàng)神經科學和腦科學研究的全新的領域和世界。
中國科學院院士、中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心學術主任 蒲慕明：我們是希望在10年之內，完全把獼猴的全腦聯(lián)接圖譜搞清楚，完全把獼猴的各個腦區(qū)，它所有種類的神經元全腦的聯(lián)接做出來，更進一步理解人腦的功能，包括解決疾病的問題。希望這個計劃完成之后，我們能夠把阿爾茨海默病的發(fā)病年齡往后延，能把它往后再推5年到10年，這是我們的目標。就要早發(fā)現(xiàn)病癥早去干預，使癥狀出現(xiàn)的時間往后延，這就是我們真正對社會貢獻的直接指標。
（總臺央視記者 帥俊全 任梅梅 韓文旸）
