我科學家繪制出1微米分辨率小鼠三維腦圖譜

記者從海南大學獲悉，中國科學院院士、海南大學生物醫(yī)學工程學院教授駱清銘團隊成功繪制出了小鼠三維腦區(qū)和立體定位圖譜。這項研究成果以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）實現(xiàn)了腦圖譜的精確測繪，為解開腦科學的奧秘提供了關鍵工具。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地圖，雖能提供一些信息，卻難以為我們提供對大腦細節(jié)的全面理解。

研究團隊基于自主研發(fā)的顯微光學切片斷層成像技術將小鼠大腦轉化為透明“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胞構筑圖像。

三個標準解剖方位斷面圖像的數(shù)量都比傳統(tǒng)解剖圖譜高2個數(shù)量級，均能清晰分辨腦內(nèi)單個細胞和組織特征。通過結合細胞構筑、免疫組化、原位雜交、神經(jīng)環(huán)路以及特定基因型神經(jīng)元分布等不同標記策略所得圖像，團隊首次構建了各向同性1微米分辨率的三維小鼠腦參考圖譜，劃分并標注了916個腦區(qū)的三維形貌，其中新命名腦亞區(qū)236個。

這些腦區(qū)的三維邊界連續(xù)、完整，達到無縫銜接，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的“空間導航地圖”，每個腦區(qū)都有明確的“坐標”和清晰的“邊界”。

團隊負責人表示，此次小鼠腦圖譜的研究成果，為進一步研究哺乳動物大腦的發(fā)育和演化提供了一系列強大的研究工具與嶄新的研究思路，有望推動該領域取得更多突破性進展。同時還將助力神經(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提供新的靶點或生物標志物。如在帕金森病治療中，借助該圖譜，科研人員能精準定位病變腦區(qū)和相關神經(jīng)元，深入研究其在疾病進程中的結構和功能改變，為手術和干預策略提供精準指導。在腦深部電刺激手術治療帕金森病時，醫(yī)生可以依據(jù)圖譜確定最佳電極植入位置，精準調(diào)控刺激參數(shù)，讓治療更加安全有效。