海南大学和华中科技大学科研团队绘制“脑部乐高图谱”

中国教育报-中国教育新闻网讯（特约通讯员 金浩田）近日，中国科学院院士、海南大学生物医学工程学院教授骆清铭团队在《自然》（Nature）杂志发表题为“A mouse brain stereotaxic topographic atlas with isotropic 1-μm resolution”的研究论文，该项研究对于理解大脑正常功能，以及在疾病状态下功能失调的机制，都具有重要价值，也为后续在生理、病理、药理、毒理等诸多应用研究领域的探索，提供了研究基础、便利工具。

在研究中，海南大学和华中科技大学科研团队成功绘制出小鼠三维脑区和立体定位图谱。这项研究成果以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）实现了脑图谱的精确测绘，为解开脑科学的奥秘提供了关键工具。

据介绍，传统的脑图谱通常呈现为模糊的二维切片信息，图谱相邻切面之间相差数百微米，无法完整展现大脑神经细胞的三维形态、大小、位置及神经元之间的连接。这种图谱就像一张静止的纸质地图，虽能提供一些信息，却难以为我们提供对大脑细节的全面理解。研究团队基于自主研发的显微光学切片断层成像技术将小鼠大脑转化为透明“水晶脑”，成功获取了包括14000张冠状切面、11400张矢状切面和9000张水平切面在内的亚微米分辨的小鼠全脑细胞构筑图像。

三个标准解剖方位断面图像的数量都比传统解剖图谱高2个数量级，均能清晰分辨脑内单个细胞和组织特征。通过结合细胞构筑、免疫组化、原位杂交、神经环路以及特定基因型神经元分布等不同标记策略所得图像，团队首次构建了各向同性1微米分辨率的三维小鼠脑参考图谱，划分并标注了916个脑区的三维形貌，其中新命名脑亚区236个。 这些脑区的三维边界连续、完整，达到无缝衔接，彻底消除了飞地和空白区域。这就为大脑绘制了一张超精细的“空间导航地图”，每个脑区都有明确的“坐标”和清晰的“边界”。

论文评审人、西班牙卡哈尔研究所哈维尔・德・费利佩教授评价：“该研究为在单细胞水平研究大脑提供了一个强有力的神经信息学工具，达成了一项极具意义的重大成就”。

作者：金浩田