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中国科学家提出启动“全脑介观神经联接图谱”国际合作计划

来源:wdwcms.com 时间:2019-11-15 编辑:散文随笔

作者:甘晓资料来源:科学网发布日期:2018/5/3 223360441:34

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中国科学家提议发布“全球介观神经链接图”国际合作计划

5月2日,香山科学大会在北京召开第40th研讨会,与会科学家提议发布“全球介观神经链接图”国际合作计划(以下简称“计划”)。该计划的目标是到2020年完成斑马鱼大脑10万个神经元的介观图,到2025年完成小鼠全脑介观图,到2030年完成恒河猴全脑介观图。地图集将确定神经元的空间位置,“输入”和“输出”,以及与大脑功能(如行为、情感等)的因果关系。)。

人脑是一个极其复杂的巨大系统。大脑中神经元、神经胶质细胞、血管等结构和功能信息的时空跨度可以达到十个数量级以上。在全脑尺度上分析结构和功能神经连接图是揭示大脑工作原理的关键,也是充分理解认知功能神经基础的唯一途径。整个大脑的介观神经连接图介于“宏观”和“微观”之间。研究纳米级和微米级神经元细胞的类型和活性不仅能反映整个大脑,还能反映神经元的精细结构甚至神经连接,科学家将其比作“看森林、树木甚至树叶”的研究。

该计划将在中国的领导下启动。科学家将陆续完成介观脑图谱研究中心的建立、国内团队和创新技术平台的组建、国际计划执行委员会的组建、国际团队和国际联盟的组建等。会议执行主席、中国科学院外籍院士、中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明指出:“目前,脑图绘制已经成为各国科技的战略重点。引导和启动全脑介观神经连接的映射是实现我国脑科学从“并行运行”向“领先”转变、占据国际科技制高点的重要支撑。”

根据该计划,到2020年将完成斑马鱼10万个神经元的全脑介观图。斑马鱼全脑介观图不仅需要绘制10万个神经元的位置,还需要完成神经元细胞的分类,还需要完成神经元细胞的分类,确定数百个神经元细胞的输入输出连接和活动,跟踪每种类型细胞的活动。蒲慕明说。

目前,中国科学院自动化研究所已经开发出具有自主知识产权的高通量电子显微镜三维成像系统。利用这个平台,中国科学院神经科学研究所的研究员杜久林(Du Kuilin)的团队开发了一个大脑体积约为0.125立方毫米的年轻斑马鱼整个脑神经连接的图谱。中国科学院自动化研究所研究员韩华(Han Hua)表示:“研究人员正在开发全脑的微尺度映射技术,在设备和数据处理效率提高几个数量级的条件下,建立大规模操作的工程平台,为即将到来的国家脑计划提供突触水平神经连接映射的一站式解决方案。”

此外,更复杂的大鼠大脑和恒河猴大脑的绘图同时进行。会议执行主席、华中科技大学副校长罗庆明带领团队利用16年多来完成的显微光学切片断层成像技术,获得小鼠全脑和细胞结构、血管网络和神经元形态的三维重建图。今年1月出生在中国的体细胞克隆猴被认为是一个实验样本,可以识别所有基因序列,并用可检测的标记绘制整个大脑。

与会专家预计,在这一国际合作计划中,中国科学家应掌握关键技术,在国际执行委员会中占有一定数量和位置,并增加足够的资金和设备,真正实现主导作用。

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