“到2020年完成有20萬個神經元的斑馬魚全腦介觀圖譜的繪制。”5月2日,香山科學會議召開“全腦介觀神經聯接圖譜”國際合作計劃特別會議,中國科學院外籍院士、中國科學院神經科學研究所所長蒲慕明介紹,中國科學家將從模式動物斑馬魚入手從全腦尺度上解讀腦工作原理,利用期間形成的腦科學研究技術,進一步于2030年完成獼猴全腦介觀圖譜。
“介觀”介于“宏觀”和“微觀”之間,研究納米、微米級別的神經元細胞的類型和活動。“斑馬魚全腦介觀圖譜不只要繪制20萬個神經元的位置,還要完成神經元細胞的分類,并確定幾百種神經元細胞的輸入和輸出活動,每個種類完成至少10個腦活動的追蹤。”蒲慕明說。可以理解為,畫出神經元分布圖、確定“角色”(哪些管運動、哪些管情感、哪些管思考)、確定動作或情感與神經元“輸入”“輸出”的對應關系。
“介觀全腦活動數據量巨大,以50納米為層高邊切片邊掃描,完成1立方毫米的鼠腦活動的高效成像、數據解析為例,利用現有儀器需要9年時間。”中科院自動化所研究員韓華介紹,為此,他們研究的擁有自主知識產權的高通量電鏡三維影像系統正在逐步提高成像技術和識別算法的速度,做到高精、快速。利用該平臺,中科院神經科學研究所研究員杜久林團隊完成了大腦體積約為0.5立方毫米的幼齡斑馬魚全腦神經聯接圖譜的繪制。
“我們還能實時捕獲斑馬魚捕食草履蟲時的神經活動,”杜久林說,這突破了兩個此前的限制,一是全腦所有神經元活動的追蹤、二是研究對象是清醒的斑馬魚而非標本。“下一步,我們將研究神經環路和功能的對應關系。”
斑馬魚之外,更復雜的鼠腦、獼猴腦的圖譜繪制工作在同步推進。華中科技大學副校長駱清銘團隊利用歷時16年完成的顯微光學切片斷層成像技術,已獲得小鼠全腦及細胞構筑、血管網絡和神經元形態的三維重建圖譜。今年1月中國誕生的體細胞克隆猴,被視為明確所有基因序列、能實施可探測標記的全腦圖譜繪制的實驗樣本。
人腦研究全球仍未“破冰”,停留在腦區的宏觀層面。2018年,北京大學發布了基于高質量大樣本的中國人腦精細結構模板,使得中國人腦的研究無需基于西方人的結構模板。“多個中國醫生的臨床研究表明,中國人腦的語言區與西方國家發布的結構模板非常不同,不能照搬。”北京大學教授高家紅說。
意大利科學家發現,斑馬魚幼魚在孵化后96小時里可以識別不同數量的黑條,研究者表示這一發現表明數字能力可能在新生斑馬魚中是與生俱來的。相關研究3月24日發表于《通訊—生物學》。過去的研究表明,人類新生兒......
斑馬魚幼魚能夠弄清它們在哪里,去過哪里,以及如何回到原來的位置。幼體斑馬魚在被洋流推離航道后如何追蹤自己的位置并導航呢?科學家發現,這與一種多區域的大腦回路有關。相關研究近日發表于《細胞》。“我們研究......
2,4-二氯酚通過雌激素受體ESR2a依賴的信號途徑導致斑馬魚原始生殖細胞數量增加蘭州大學供圖氯酚作為化工原料被廣泛使用于工農業生產和日常生活中,為水環境普遍存在的一類持久性有機污染物。氯酚類化合物可......
中新網海南文昌7月24日電(馬帥莎)7月24日,長征五號B遙三運載火箭在文昌航天發射場成功發射問天實驗艙。“問天”已奔“天宮”,未來將開展哪些實驗?記者從中國科學院獲悉,問天實驗艙部署的生命生態實驗柜......
近日,中國水產科學研究院淡水漁業研究中心生物技術研究室基因中心以斑馬魚為研究對象,在鋅離子污染環境下,對斑馬魚行為變化、免疫調節等方面開展研究,并取得新進展。研究團隊評估了雄性斑馬魚(DanioRer......
未來,如果你生病了,除了吃藥外,還有更多簡單高效的治療方式可選擇,比如用光照一照身體就能遠程遙控白細胞,從而主動調動身體的免疫能力。這并非科幻。我國科學家已實現了在活體上用光將白細胞變成“醫學微機器人......
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一個國際科研團隊在5日出版的《自然·遺傳學》雜志上發布了迄今最全面的斑馬魚基因圖譜。斑馬魚是醫學和生命科學研究領域使用量第二大的動物模型,這一成果將幫助科學家們更好地研究各種癌癥、心臟病和神經退行性疾......
原始生殖細胞(Primordialgermcell,PGC)是發育過程中最早建立的一群生殖細胞。作為最早形式的生殖干細胞,PGC是有性生殖動物生殖發育的基礎,受到廣泛關注。目前,PGC的形成有兩種學說......
葉酸是B族維生素的一種,孕期補充葉酸已成為共識。那么,葉酸是不是補充得越多越好?近日,上海海洋大學水產與生命學院副教授祖堯團隊研究發現,其答案是否定的。通過斑馬魚研究,作者發現葉酸攝入不足或過量補充均......