Cell：包含1,000个神经元的小鼠大脑连接图谱

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霍华德休斯医学研究所Janelia研究院的研究人员追踪每个细胞在大脑中的分支路径，确定它的去向以及它连接的细胞，构建了包含1,000个神经元的小鼠大脑神经元连接图谱。

这一重要发现公布在Cell杂志上，研究小组报告说，这些神经元如果端对端放置，伸展超过80米，大约相当于两辆校车的长度。

两年前，当Jayaram Chandrashekar和他的同事开始他们的神经绘制工作时，神经科学家对哺乳动物大脑的哪些区域相互交谈还只有一个大概的观点。但信号如何传递的，基础设施如何构建的，实际上还是一个谜。

神经环路的绘制可以帮助科学家更好地了解大脑的连线方式，以及信息如何通过它传播。 2017年10月，名为MouseLight的神经元追踪项目团队发布了前300个神经元的数据。现在，他们已经大大扩展了数据集，为该集合增加了700多个。

“这是迄今为止最大的数字神经元数字集合，”Chandrashekar说。

而且，目前这一研究团队已经简化了他们的神经追踪过程。首先，研究人员将病毒注入小鼠大脑，让少数神经元发光。然后，他们使用光学显微镜捕获照明神经元的高分辨率图像。计算机程序将20,000个结果图像拼接在一起，形成大脑的三维地图。

“这就像把两万块乐高积木拼凑在一起，”Chandrashekar说。与Janelia科学计算小组合作开发的算法和软件可以帮助科学家们追踪各个神经元的相互交织的路径。目前，追踪单个神经元大约需要一天，而几年前，这还需要一到两周的时间。

初步数据揭示了关于小鼠大脑如何接线的新线索。在一些地区，神经元聚集成离散的类别，还有一些地区，神经元还不能划分为特定类型。 Chandrashekar说，信息在大脑中传播的方式尚不清楚，但它是未来研究的目标。

尽管如此，大部分大脑区域，也就是大约7千万个神经元的大脑仍然是未知的领域。Karel Svoboda等人估计，即使模糊地观察整个大脑的布线方案——相当于捕获主要地标的旅游地图，还需要追踪大约100,000个神经元。

到目前为止，MouseLight一直专注于重建Janelia科学家研究的大脑中的一些区域的神经元：运动皮层，下丘脑，和丘脑。例如，Svoboda使用MouseLight数据识别小鼠中不同的运动控制途径。

不过，该项目仍在不断发展。 MouseLight团队在线分享了他们不断扩展的数据集，Chandrashekar希望其他科学家加入他们的神经追踪工作。

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