Nature头条：这是一个神奇的网络

生物通报道：在大科学项目清单中重点强调的一个项目，就是找到人类大脑的“布线图”，这个包含有上千亿个神经细胞，百万亿个神经连接的大型网络，调控着我们机体的各种动作，各个决策，以及喜怒哀乐。要了解这个神奇的大脑网络，第一步，我们需要完成完整小鼠大脑的图谱。

来自冷泉港实验室的研究人员完成并公布了小鼠大脑环路的详细细节，这第一批数据包含有500 terabytes，这个称为小鼠大脑结构工程（Mouse Brain Architecture Project，MBA）的项目计划描述啮齿类动物大脑整个分布情况，这是首个脊椎动物大脑环路图谱。

“目前关于大脑环路的信息并不完整”，美国国家药物滥用研究所遗传学与分子神经生物学专家Jonathan Pollock 说，“缺乏神经环路的信息，使得科学团队认识到需要构建关于大脑微观，中观和宏观尺度的图谱。”

MBA项目填补一些研究的空白，比如美国国立卫生研究院的人类连接组项目（Human Connectome Project），以及ALLEN Brain Connectivity Atlas。前者计划在人类大脑功能的基础，分享有关人类大脑的结构和功能连接的数据映射神经通路，这一项目将使我们理解是什么使我们人类能创造出重大进展，并会为未来在许多神经和精神疾病的异常脑回路研究建立一个新阶段。

而后者则是由Paul G. Allen和Jody Allen Patton共同投资兴建的非盈利性质的医疗机构——脑科学Allen研究院进行的关于大脑连接的一项整体分析。

Pollock教授表示，由于小鼠一直以来都是人类遗传学的一个重要模型，对于我们了解在一些疾病，比如阿尔兹海默，自闭症，神经分裂等方面提供了许多帮助。近年来科学家们聚焦于哺乳动物大脑，通过电子显微等技术，分析个体突触，神经元之间连接点等。但是这些方法对于分析整个小鼠大脑来说，并不实用。

冷泉港实验室的研究人员采用4个注入示踪剂来追踪大脑环路，其中两个是“经典”的示踪剂——霍乱毒素亚单位（choleratoxin subunit B），以及双向神经示踪剂（biotinylated dextran amines），还有两个是病毒示踪剂：腺病毒群（adeno-associated virus），和经修改的狂犬病毒。

这项研究获得了小鼠大脑切片的高清晰度图像，每张图像大约都有十亿像素。每个大脑大约有500张图片，每张图片拍摄的是20微米厚度的大脑组织光学成像结果。

除此之外，研究人员还在其中添加了公开的一些数据，神经科学家能通过http://mouse.brainarchitecture.org 获取所有信息。这一网站采用的是“虚拟显微”，来观察大脑内部，可以放大，显示个体神经元，以及神经过程。研究人员可以采用不同的分辨率显示器查看图像。

领导这一项目的生物物理学家Partha Mitra表示，将与大家共享这些数据，除此之外，其研究组还准备了一个教程，帮助一些不是这一领域的研究人员利用这一网站的资源。

在大脑作图方面，2010年中国的科学家也获得了突出的成果：研制了显微光学切片层析成像系统，从而能获得了小鼠全脑高分辨率图谱。这一研究成果公布在Science杂志上。

研究人员利用显微光学切片层析成像系统，对制备好的鼠脑为样本，全自动连续242小时进行了数据采集，共获得15380层像素分辨率为0.3×0.3微米的冠状断面图像。同时，科研组利用高定位精度的三维移动平台，及在切片中采用对先采取到的信息进行验证分析的方法，对图像准确定位和预处理，实现了突起水平的小鼠全脑结构成像，获得了一套来自同一只老鼠的全脑组织切片图谱。这种介观水平的小鼠全脑神经解剖图谱，为数字化鼠脑结构和脑功能仿真研究提供了重要的基础性实验数据参考。

（生物通：张迪）

原文摘选：

Scientists trace a wiring plan for entire mouse brain

The first images from a project to map the mouse brain have been released.

One of the items high on the big science project to-do list is to devise a wiring diagram for the human brain. Its 100 billion neurons and the hundreds of trillions of connections among these cells consign this goal and the specifics of achieving it to the long-term bin. A first step, though, is a complete diagram of the mouse brain.