新聞熱話/中國繪猴腦3D地圖 尋人類腦疾「基因」
破解人類腦疾「基因」密碼，真的是天方夜譚？7月12日，國際學術期刊《Cell》在線發表由中國科學家領銜繪製的獼猴大腦皮層細胞三維「地圖」。通過檢測逾4000萬個皮層細胞，該圖譜清楚描述獼猴大腦皮層中的細胞類型及其分布位置，將為阿爾茲海默病、帕金森病等人類腦疾病的研究提供新基礎。作為目前最完整的靈長類腦細胞「說明書」，該研究還能為人腦功能、腦疾病、腦機接口等腦科學領域研究的基礎認知提供參考，大幅加快腦科學研究進程。\大公報記者 郭若溪深圳報道
大腦的細胞組成及其空間分布規律是腦科學的基本問題，其重要性類似於人類基因組計劃完成的DNA鹼基序列。中國科學院院士、腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明表示，人腦是比較難獲得完整的組織做這樣的分析，最靠近人腦的動物就是獼猴，把獼猴大腦的皮層上的所有細胞的種類和它們的分布描述清楚，對我們理解人的大腦有重大的意義。
文章共同通訊作者、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心研究員李澄宇表示，此次研究通過對獼猴大腦皮層的143個腦區中單個細胞的基因表達及狀態、空間信息進行聯合分析，成功繪製出獼猴大腦皮層的細胞類型分類樹，並揭示了細胞類型組成和靈長類腦區層級結構之間的關係，世界首套單細胞分辨率的獼猴大腦皮層細胞空間分布圖譜誕生，為進一步研究各類神經元之間的連接提供了分子細胞基礎。
助識別神經發育異常基因
中國科學院腦智卓越中心全腦介觀神經聯接圖譜研究（單細胞分型）平台主任李超介紹，團隊檢測了4000多萬個皮層細胞，並根據細胞的分子及空間分布規律，將它們分為264種不同的細胞類型。
研究表明，獼猴大腦中大量興奮性神經元、抑制性神經元以及非神經元細胞在大腦皮層中的分布呈現明顯的各層面及各腦區的特異性。基於此，團隊以視覺系統和軀體感覺系統為例，展開進一步研究，發現兩個系統的細胞類型組成與腦區層級組織之間存在顯著的相關性。更有趣的是，處於相同層級的腦區，往往細胞類型組成類似，揭示了細胞組成和腦區結構之間的關係。
另外，通過與已公開發表的人腦和鼠腦的單細胞數據進行跨物種比較，團隊發現了靈長類特有的、分布於第四層的興奮性神經元細胞，這些細胞高度表達與人類疾病相關的基因，包括控制語言能力發展的基因FOXP2、神經發育異常相關基因DCC和EPHA3等。
「獼猴腦細胞圖譜的繪製，將幫助我們更好地認識腦疾病，為未來設計疾病治療靶點提供基礎參考資源。」文章共同通訊作者、華大生命科學研究院院長徐訊認為，有望推動腦科學領域突破性進展，如在類腦智能和腦機接口中，通過更精確腦電信號採集，實現更複雜機體活動。
數據資源庫公開共享
本次研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）與華大生命科學研究院、臨港實驗室、上海腦科學與類腦研究中心、騰訊人工智能實驗室等單位，組成的100多位跨學科、跨領域的研究人員合作，依託中國自主研發的核心技術與大平台，以分工互補、高效協作的「大科學」科研攻關模式共同完成。研究產生了較完整的全球首套獼猴全腦皮層的單細胞以及空間轉錄組數據，數據資源庫現已實現公開共享。
