我科學(xué)家繪制出1微米分辨率小鼠三維腦圖譜

記者從海南大學(xué)獲悉，中國(guó)科學(xué)院院士、海南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授駱清銘團(tuán)隊(duì)成功繪制出了小鼠三維腦區(qū)和立體定位圖譜。這項(xiàng)研究成果以1微米的各向同性分辨率（即在任意方向上都具有相同的清晰度）實(shí)現(xiàn)了腦圖譜的精確測(cè)繪，為解開腦科學(xué)的奧秘提供了關(guān)鍵工具。2日，該研究成果在《自然》雜志上發(fā)表。

據(jù)介紹，傳統(tǒng)的腦圖譜通常呈現(xiàn)為模糊的二維切片信息，圖譜相鄰切面之間相差數(shù)百微米，無法完整展現(xiàn)大腦神經(jīng)細(xì)胞的三維形態(tài)、大小、位置及神經(jīng)元之間的連接。這種圖譜就像一張靜止的紙質(zhì)地圖，雖能提供一些信息，卻難以為我們提供對(duì)大腦細(xì)節(jié)的全面理解。

研究團(tuán)隊(duì)基于自主研發(fā)的顯微光學(xué)切片斷層成像技術(shù)將小鼠大腦轉(zhuǎn)化為透明“水晶腦”，成功獲取了包括14000張冠狀切面、11400張矢狀切面和9000張水平切面在內(nèi)的亞微米分辨的小鼠全腦細(xì)胞構(gòu)筑圖像。

三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解剖方位斷面圖像的數(shù)量都比傳統(tǒng)解剖圖譜高2個(gè)數(shù)量級(jí)，均能清晰分辨腦內(nèi)單個(gè)細(xì)胞和組織特征。通過結(jié)合細(xì)胞構(gòu)筑、免疫組化、原位雜交、神經(jīng)環(huán)路以及特定基因型神經(jīng)元分布等不同標(biāo)記策略所得圖像，團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建了各向同性1微米分辨率的三維小鼠腦參考圖譜，劃分并標(biāo)注了916個(gè)腦區(qū)的三維形貌，其中新命名腦亞區(qū)236個(gè)。

這些腦區(qū)的三維邊界連續(xù)、完整，達(dá)到無縫銜接，徹底消除了飛地和空白區(qū)域。這就為大腦繪制了一張超精細(xì)的“空間導(dǎo)航地圖”，每個(gè)腦區(qū)都有明確的“坐標(biāo)”和清晰的“邊界”。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示，此次小鼠腦圖譜的研究成果，為進(jìn)一步研究哺乳動(dòng)物大腦的發(fā)育和演化提供了一系列強(qiáng)大的研究工具與嶄新的研究思路，有望推動(dòng)該領(lǐng)域取得更多突破性進(jìn)展。同時(shí)還將助力神經(jīng)系統(tǒng)疾病（如阿爾茨海默病、帕金森病等）的研究，有可能為這些疾病的早期診斷或治療干預(yù)提供新的靶點(diǎn)或生物標(biāo)志物。如在帕金森病治療中，借助該圖譜，科研人員能精準(zhǔn)定位病變腦區(qū)和相關(guān)神經(jīng)元，深入研究其在疾病進(jìn)程中的結(jié)構(gòu)和功能改變，為手術(shù)和干預(yù)策略提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。在腦深部電刺激手術(shù)治療帕金森病時(shí)，醫(yī)生可以依據(jù)圖譜確定最佳電極植入位置，精準(zhǔn)調(diào)控刺激參數(shù)，讓治療更加安全有效。