2020年我國將繪成斑馬魚全腦介觀圖譜

“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。