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单细胞分辨率的空间转录测序技术
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脑海漫游 进入“导航”时代(瞰前沿·@科学家)
人民网· 2025-07-25 21:59
介观脑图谱的定义与意义 - 介观脑图谱介于宏观和微观之间,以单个神经元细胞的分辨率尺度绘制大脑组成部分,包括神经元细胞、神经元网络、脑区和脑功能区 [3] - 人脑有近千亿个神经元,每个神经元与上千个神经元相连,介观脑图谱为大脑研究提供高精度"导航" [4] - 介观脑图谱有助于解析神经元细胞及其周边环境,破解感知、运动、学习、记忆和决策等重要脑功能的运作密码 [4] 研究进展与成果 - 国内外300多位科学家历时5年,利用中国自主研发的高精度光学脑成像等技术,绘制出覆盖爬行类、鸟类、啮齿类、非人灵长类和人类等多张介观脑图谱 [3] - 研究成果相当于为大脑绘制了前所未有的"星系分布图" [3][5] - 中国自主研发的光学成像技术在灵长类动物介观脑图谱绘制中高效可靠 [6] - 华大生命科学研究院自主研发的单细胞分辨率空间转录测序技术,能同时获取细胞空间位置和基因表达信息 [6] 技术突破与应用 - 单细胞分辨率空间转录测序技术为神经元装上GPS和"身份证" [6] - 首次绘制正常人和阿尔茨海默病患者海马体脑区的单细胞分辨率空间转录图谱,识别特定区域受损神经元并筛选出靶标 [6] - 首次描绘小鼠脑出血后从超急性期到恢复期的空间转录组图谱,系统解析脑组织损伤与修复过程 [7] - 阐明脑出血并非单纯局部病变,而是引发全脑反应,为靶向干预和个体化治疗奠定基础 [7] 未来发展方向 - 研究已从小型动物推进到非人灵长类,正稳步向绘制人脑介观图谱的终极目标迈进 [8] - 中国发起筹建"国际灵长类介观脑图谱研究联盟",构建面向全球开放共享的"脑图谱数据库" [8] - 同步辐射X射线神经示踪技术、AI算法等新工具的应用,可能为理解意识、开发类脑智能带来改变 [9] - 介观脑图谱可能实现脑疾病提前预警、人工智能类脑思考、瘫痪患者通过脑机接口重新行走等应用 [8]