科学家们制作了小鼠大脑的详细接线图 | 路透社

第1项，共3项 研究员金·格鲁弗在美国西雅图的艾伦研究所电子显微镜实验室查看组织样本，这张照片于2025年4月9日发布。艾伦研究所/通过路透社提供

研究员金·格鲁弗在美国西雅图的艾伦研究所电子显微镜实验室查看组织样本，这张照片于2025年4月9日发布。艾伦研究所/通过路透社提供华盛顿，4月9日（路透社） - 神经科学家们利用来自小鼠大脑皮层中与视觉相关的部分的组织，制作了迄今为止最大的哺乳动物大脑接线图和功能图，这一成就可能为理解人类大脑的工作方式提供洞见。他们在一个大小如沙粒的组织样本中绘制了大脑结构，该样本包含超过200,000个细胞，包括大约84,000个神经细胞（称为神经元），以及大约5.24亿个神经元之间在称为突触的连接点上的连接。总的来说，他们收集的数据覆盖了大约3.4英里（5.4公里）的神经元接线，涉及处理来自眼睛的视觉信息的大脑部分。通过路透社可持续转换通讯，了解影响公司和政府的最新ESG趋势。注册这里。

“数百万个突触和数十万个细胞呈现出如此多样的形状和大小，并包含巨大的复杂性。观察它们的复杂性，至少对我们来说，令人感到对我们自己思维的复杂性充满敬畏，”来自艾伦脑科学研究所的神经科学家福雷斯特·科尔曼说，他是周三在《自然》杂志上发表的研究的主要科学家之一。自然。大脑皮层是大脑的外层，是意识感知、判断以及运动规划和执行的主要场所。

“科学家们研究大脑的结构和解剖学——包括不同细胞类型的形态及其连接方式——已经超过一个世纪。同时，他们也在表征神经元的功能——例如，它们处理什么信息，”贝勒医学院的神经科学家安德烈亚斯·托利亚斯说，他是研究的领导者之一。

“然而，理解神经元功能如何在电路层面上出现一直是一个挑战，因为我们需要在同一神经元中研究功能和连接。我们的研究代表了迄今为止最大规模的努力，系统地统一单个小鼠的大脑结构和功能，”托利亚斯补充道。

尽管小鼠和人类大脑之间存在显著差异，但许多组织原则在不同物种之间仍然保持不变。

这项研究集中在该区域的一个部分，称为初级视觉皮层，涉及大脑处理视觉信息的第一阶段。

这项研究由MICrONS进行，MICrONS是“来自皮层网络的机器智能”的缩写，这是一个涉及来自多个机构的150多名科学家的科学联盟。

贝勒医学院的研究人员通过记录实验室小鼠在跑步机上跑步时观看各种视频图像（包括《黑客帝国》电影中的图像）时脑细胞的反应，创建了初级视觉皮层中一个立方毫米的神经活动地图。该小鼠经过基因改造，使这些细胞在神经元活跃时发出荧光物质。

然后在艾伦研究所对相同的神经元进行了成像。这些图像被组装成三维，普林斯顿大学的研究人员使用人工智能和机器学习重建了神经元及其连接模式。

大脑由包括神经元在内的细胞网络构成，这些神经元通过突触连接，并受到视觉、听觉或触觉等感官刺激的激活。认知功能涉及神经元的激活与脑细胞之间连接的相互作用。

研究人员认为这种类型的研究具有实际益处。

托利亚斯说：“首先，理解大脑连接规则可以揭示各种神经和精神障碍，包括自闭症和精神分裂症，这些可能源于微妙的连接异常。其次，准确了解神经元连接如何塑造大脑功能使我们能够揭示认知的基本机制。”

研究中强调的一个关键发现涉及一种地图，展示了大脑中一种称为抑制细胞的广泛神经元类别的连接是如何组织的。当这些神经元变得活跃时，它们使与之连接的细胞的活跃性降低。这与兴奋性细胞形成对比，后者使与之连接的细胞更可能变得活跃。抑制细胞约占皮层神经元的15%。

“我们发现的抑制模式比许多人，包括我们自己，预期的要具体得多，”科尔曼说。

“抑制细胞并不是随机连接到周围的所有兴奋性细胞，而是选择非常特定类型的神经元进行连接。此外，已知皮层中有四种主要的抑制神经元，但这些特异性的模式将这些类别细分为更细的组，”科尔曼说。

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