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迄今最大脑皮层神经网络研究成果发布 规模和细节前所未有

发布时间:2016-03-30

结合高通量功能成像技术制作的皮层神经元网络,达到单细胞的分辨率,其中每一根“线”及它们之间的连接都能看见,一些神经元根据它们在活脑中的活动方式被编成不同颜色。这也是功能连接组学上的最新样本。

ca88日报北京3月29日电 (记者常丽君)据美国艾伦脑科学研究所消息,由该所和哈佛医学院(HMS)、弗兰德斯神经电子学研究所科学家(NERF)共同组成的国际研究团队,在本周出版的《自然》杂志上发表了迄今最大的脑皮层神经元连接网络研究报告,揭示了脑网络组织中的一些关键因素。

脑皮层是对外界信息进行高级处理的地方,最简单的神经网络也包含了数百万个连接,研究这些巨大的网络是理解大脑如何工作的关键。研究工作从识别小鼠视觉皮层的神经元开始,然后制作超薄脑切片,对目标细胞和突触拍摄大量图像,重建了三维图,跟踪各个神经元定位它们之间的连接。

分析这些数据产生了许多成果,包括首个支撑以往观点的直接结构证据:那些实行相似任务的神经元之间,比实行不同任务的更容易形成连接,而且实行相似任务的神经元连接更多。

NERF首席研究员温森特·博宁说:“大家首次发现了一些剖解证据,在皮层网络中存在模块化结构,神经元之间存在支撑特定功能连接的结构基础。大家的方法能确定神经回路的组织原则。现在大家打算找到皮层连接的基本图案,作为大脑网络功能的结构单元。”

这一脑网络计划开始于近10年前。艾伦脑科学研究所高级研究员克雷·雷德说,这些成果是该计划的一个高潮。他们用了高通量技术,收集了多个关于脑活动和脑连线的大数据库。研究在规模和细节上都达到前所未有的程度。同时他们也学到了大量脑网络方面的常识,可帮助掌握脑结构与功能间的关系。

研究数据即将放到网上,与其他研究人员共享。论文第一编辑、HMS神经生物学博士李韦忠(音译)说:“虽然这是整个研究中的一个里程碑,但它只是开始。通过发现脑回路、神经元和网络计算之间的关系,现在大家有了可以对大脑逆向工程的工具。”

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