神經(jīng)科學(xué)家推出首個全面的腦細(xì)胞圖譜

當(dāng)你點(diǎn)擊閱讀這個故事時(shí)，你大腦頂部的一條細(xì)胞帶向你的脊椎發(fā)出信號，然后傳到你的手上，告訴你食指的肌肉用恰到好處的壓力按下來激活你的鼠標(biāo)或軌跡板。

現(xiàn)在，一系列新研究表明，負(fù)責(zé)啟動這一動作的大腦區(qū)域——控制運(yùn)動的初級運(yùn)動皮層——有多達(dá) 116 種不同類型的細(xì)胞，它們協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

這 17 項(xiàng)研究于 10 月 6 日在線發(fā)表在《自然》雜志上，是美國國立衛(wèi)生研究院大腦研究通過推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù) (BRAIN) 計(jì)劃支持的一個龐大的研究人員聯(lián)盟五年工作的結(jié)果，旨在確定無數(shù)大腦某一部分的不同細(xì)胞類型。這是生成整個大腦圖譜的長期項(xiàng)目的第一步，以幫助了解我們大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何控制我們的身心，以及在出現(xiàn)精神和身體問題時(shí)它們?nèi)绾伪黄茐摹?/p>

“如果你認(rèn)為大腦是一個極其復(fù)雜的機(jī)器，我們怎么能不先分解它并了解它的零件就理解它呢?”加州大學(xué)伯克利分校的細(xì)胞神經(jīng)科學(xué)家 Helen Bateup 問道，他是分子和細(xì)胞生物學(xué)副教授，也是綜合其他論文結(jié)果的旗艦論文的合著者。“任何關(guān)于大腦如何工作的手冊的第一頁都應(yīng)該閱讀：這是所有的細(xì)胞成分，這是它們的數(shù)量，這是它們的位置以及它們與誰相連。”

個別研究人員之前已經(jīng)根據(jù)它們的形狀、大小、電特性以及在其中表達(dá)的基因確定了數(shù)十種細(xì)胞類型。盡管許多是眾所周知的細(xì)胞類型的亞型，但新研究確定了大約五倍的細(xì)胞類型。例如，釋放特定神經(jīng)遞質(zhì)的細(xì)胞，如γ-氨基丁酸 (GABA) 或谷氨酸，每個細(xì)胞都有十多種亞型，可通過基因表達(dá)和電激發(fā)模式相互區(qū)分。

雖然目前的論文僅針對運(yùn)動皮層，但 BRAIN Initiative 細(xì)胞普查網(wǎng)絡(luò) (BICCN) 于 2017 年創(chuàng)建，致力于繪制整個大腦中所有不同類型的細(xì)胞，該網(wǎng)絡(luò)由超過 1600 億個單個細(xì)胞組成，兩個都是神經(jīng)元和支持細(xì)胞稱為神經(jīng)膠質(zhì)。BRAIN 計(jì)劃由時(shí)任巴拉克奧巴馬于 2013 年發(fā)起。

“一旦我們定義了所有這些部分，我們就可以更上一層樓并開始了解這些部分如何協(xié)同工作，它們?nèi)绾涡纬晒δ芑芈?，最終如何產(chǎn)生感知和行為以及更復(fù)雜的事物，”Bateup說過。

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