Cell系列专题 | 10篇！中国科学家发布介观脑图谱大科学协作成果

近日，由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、华大生命科学研究院、基因组多维解析技术全国重点实验室、华中科技大学苏州脑空间信息研究院等国内外30多家科研机构组成的超300人的科研团队在

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细胞出版社官网专题页面

Cell杂志封面（设计：杨利华）

Neuron杂志封面

大脑是自然界最复杂的系统之一，约含860亿个神经元（以及同等数量级的非神经元细胞），通过数十万亿个突触形成动态网络，堪称一个“微宇宙”。从感知、记忆到决策、意识，大脑的每项功能都依赖于神经元的多样性与复杂连接。

绘制脑图谱，相当于为这个“微宇宙”绘制高精度地图，定位每个细胞的“身份”和“地址”，解析神经网络的“交通规则”。这不仅有助于破解大脑运作的奥秘，还为治疗阿尔茨海默病、帕金森等脑疾病，以及研发类脑人工智能提供理论基础。

系列成果最大的特色之一在于其核心技术均为中国自主研发，如空间组学、连接组学等。借助这些前沿工具，系列研究深入解析了大脑细胞类型多样性、联接规律、发育演化规律及脑疾病分子机制，实现了在单细胞分辨率下从啮齿类到灵长类的介观图谱绘制的跨越，进一步巩固了我国在介观脑图谱领域的国际影响力。

六项代表性成果助力解密大脑的“智慧密码”

在这10篇成果中，华大生命科学研究院主导/参与了6项代表性研究，涵盖意识机制、脑发育与演化、脑疾病等关键方向。华大自主研发的时空组学技术Stereo-seq、单细胞测序技术以及高通量测序平台等，作为绘制精细脑图谱的核心工具，为多项突破性发现提供了关键技术支撑。

聚焦意识“中枢”：探索屏状核的秘密

意识从何而来？诺贝尔奖得主Francis Crick曾指出，屏状核是意识产生的关键区域。研究团队构建了全球首个非人灵长类屏状核多模态图谱，揭示了猕猴与啮齿类动物的屏状核结构、细胞类型和分布存在显著性差异，首次证实了屏状核不同功能区内富含特异的神经元，为理解人类意识产生的进化机制提供了新的研究思路，也为语言、精神类疾病的研究和治疗提供了潜在靶点。相关研究以封面文章形式刊发于

Cell

掌控情绪与本能：哺乳动物下丘脑发育演化研究

下丘脑是调控睡眠、情绪、代谢等多系统功能的核心脑区。研究团队从下丘脑模式生成、神经谱系发生、神经元演化特征等角度，探讨了小鼠、猕猴和人类下丘脑的发育编程和演化方式。这项研究为理解下丘脑发育、功能、疾病以及演化奠定了重要的理论基础。相关研究刊发于

Developmental Cell

绘制大脑“导航图”：构建小鼠全脑单细胞图谱

大脑如何“搭建”出复杂的神经网络？系列成果中，研究团队构建了具有单细胞分辨率的成年小鼠大脑图谱，为大脑功能的理解提供了全新视角。研究发现，不同位置的细胞类型存在显著差异，并通过转录组数据优化了脑区的划分。另外，团队还发现长链非编码RNA的表达在成年小鼠大脑中具有区域选择性，在发育中的小鼠大脑内则呈现出时空动态性。相关成果刊发于

Neuron

跨越3.2亿年，探索羊膜动物大脑神经元演化之谜

3.2亿年前，当脊椎动物离开水域来到陆地生活时，它们面对的是全新的挑战，而爬行动物、鸟类和哺乳类等在这个过程中各自摸索出不同的生存智慧。研究团队构建了羊膜类五个代表物种共130万个细胞的跨物种单细胞图谱，揭开了这场跨越3.2亿年的大脑神经元演化之谜。相关成果刊发于

Developmental Cell

解码“记忆橡皮擦”，构建阿尔茨海默病海马体时空图谱

阿尔茨海默病的早期诊断是全球医学界面临的重大挑战，研究团队绘制了全球首个阿尔茨海默病患者海马体的单细胞分辨率“时空图谱”，精准解析了阿尔茨海默病患者海马体不同功能分区的细胞组成、基因表达模式及其空间分布。本研究不仅揭示了阿尔茨海默病发生的关键分子机制，还发现了具有诊断价值的血液标志物，为临床提供了更便捷、精准的诊断工具。相关成果以封面文章形式刊发于

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揭秘损伤与修复进程，绘制小鼠脑出血时空分子图谱

脑出血是致死率最高的脑血管疾病，但由于脑出血的病理机制复杂且缺乏精准干预靶点，至今尚无特异性治疗手段。研究团队绘制了小鼠脑出血后超急性期（3小时）至恢复期（28天）的时空动态分子图谱，为精准诊疗和新药开发提供了重要参考，有望改善脑出血患者的预后与功能恢复。相关成果也刊发于

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铸就全球协作基石脑图谱大科学计划蓄势待发

值得一提的是，此次脑图谱系列成果的集中发布，为我国正在积极推动的“全脑介观神经联接图谱”大科学计划（以下简称“脑图谱大科学计划”）的正式启动提供了坚实的基础。该计划是科技部重点培育的国际大科学计划之一，核心目标是绘制非人灵长类动物和人脑全脑介观神经联接图谱。

在该战略布局下，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、海南大学、华大生命科学研究院等国内核心机构正在牵头，与全球顶尖科研机构及科学家开展深度合作，共同筹建“国际介观灵长类脑图谱研究联盟”，有力推进了脑图谱大科学计划在总体目标、国际分工和管理机制等方面形成国际共识。

这是中国脑计划自2021年实施以来，第一次向世界学术界集中展示研究成果，充分展现了我国脑科学团队的协同攻关能力。“这次只是一个起点。”据中国科学院院士、脑智卓越中心学术主任蒲慕明透露，类似的集中发布未来将达到至少每年一次的频率，“今年9月，将由中国科学家牵头成立国际介观灵长类脑图谱研究联盟，从这次发布可以看出，发起‘全脑介观神经联接图谱’国际大科学计划的时机已经成熟。”

此次10项重大成果由来自30多家中外机构的300多名科学家联合完成，是中国生命科学领域迄今为止最大规模的团队协作工作以及国内参与单位最多的成果，覆盖从啮齿类到灵长类、从脑发育到疾病机制探究，系统展示了我国科研团队在技术、组织、合作和目标协同等方面的成熟能力。这是中国自主研发技术主导的大科学计划成果的一次集中体现，充分证明了一个由中国科学家引领、中国自主技术支撑的大科学计划，已经具备了坚实的基础和强大的国际号召力。

当然，脑图谱研究的价值远超科学本身，更是一次认知革命。

未来，随着新型成像技术、人工智能技术、组学技术等的快速发展，脑图谱将为揭示意识本质、理解认知机制、攻克脑疾病乃至构建类脑智能系统提供坚实的基础。

*本研究已通过伦理审查，严格遵循相应法规和伦理准则。

Cell专题链接：

https://www.cell.com/consortium/mesoscopic-brain-mapping?sessionid=

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