我科学家绘制出1微米分辨率小鼠三维脑图谱

从海南大学获悉，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成功绘制出了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。2日，该研究成果在《自然》杂志上发表。

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”。

团队负责人表示，此次小鼠脑图谱的研究成果，为进一步研究哺乳动物大脑的发育和演化提供了一系列强大的研究工具与崭新的研究思路，有望推动该领域取得更多突破性进展。同时还将助力神经系统疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病等)的研究，有可能为这些疾病的早期诊断或治疗干预提供新的靶点或生物标志物。如在帕金森病治疗中，借助该图谱，科研人员能精准定位病变脑区和相关神经元，深入研究其在疾病进程中的结构和功能改变，为手术和干预策略提供精准指导。在脑深部电刺激手术治疗帕金森病时，医生可以依据图谱确定最佳电极植入位置，精准调控刺激参数，让治疗更加安全有效。（记者王晓樱）

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