历史上最大脑的“地图”详细描述了大量的神经元及其活动

研究人员通过在小鼠大脑中绘制1立方毫米以内的细胞，创建了迄今为止最大、最详细的哺乳动物大脑“布线图”。这一里程碑性成就还详细展示了单个神经元的大规模活动，这是神经科学领域的第一次。

对1立方毫米大鼠脑重建的1000多个脑细胞进行分析渲染。

这个高分辨率的3D图谱包括20多万个脑细胞，其中约82000个是神经元。它还包括5亿多个神经连接点(突触)和4公里以上的神经元线，都是在与视觉相关的小脑区组织中发现的。新图谱还捕捉了数万个神经元发送信号并相互作用来处理视觉信息活动。

这张大脑活动地图和布线图意味着一个里程碑，旨在展示大脑如何处理和组织信息。这项努力的背后是“皮网机智能”(MICrONS)该项目有150多名研究人员。他们在4月9日发表的8篇论文《自然与方法》中描述了他们的工作。MICrONS项目已经推出了它的资源，其他团队已经在不同的研究中探索了它们。

“他们在神经科学领域做了一些基本上从未做过的事情，那就是把神经元的活动映射到大量的神经元线路上。”美国哈佛大学的神经科学家玛丽丽“我们从未见过如此大规模的图谱，”Petkova说。

美国艾伦脑科学研究所的神经科学家Forrest作者之一 Collman说，这些信息“非常令人惊叹”，“看着它们，它们真的会让你害怕大脑的复杂性，感觉就像仰望夜空中的星星”。

在实验中，研究人员首先记录了视觉皮层中近76000个神经元在两小时内观看各种视频时的放电情况。然后，他们把一立方毫米的老鼠大脑切成几千个组织，每个切片大约是人类头发宽度的1/400。

研究人员显示每个切片，并将图像组成3D图谱。最后，他们使用人工智能和机器学习算法来注释神经元及其支系的投射和突触。他们还匹配了图谱中的神经元和它们对活动脑细胞的记录。

神经科学家Moritzz，德国马克斯·普朗克脑研究所。 Helmstaedter认为，“这一规模的功能与结构的融合”是前所未有的，这就是“令人印象深刻的努力与成功”。

这项工作使人们对建立小鼠脑神经回路的基本规则有了更深刻的理解。例如，作者发现类似类型的视觉特征在大脑皮层中——例如，在某些形状或运动方向上行动的神经元通常比专门处理不同类型特征的神经元之间有更多的联系。

Collman表示，这些结果为神经科学中长期存在的理论增加了新的证据，即“一起放电的神经元连接在一起”。过去的研究只测试了少量神经元和突触的理论。他补充说，目前的研究表明，“这一规则在大脑皮层不同部位的应用水平存在差异”。

MICrONS项目的研究人员希望他们的数据集有助于揭示大脑的各种特征和过程。“我们以不同的细节和方式了解各种皮层区域。我认为这只是结构和功能联系在一起的开始。”艾伦脑科学研究所神经生物学家Clay论文作者之一 Reid说。

Helmstaedter表示，研究人员可以使用布线图来探讨大脑如何储存和回忆视觉记忆，例如“我们对上次生日聚会或祖父母的回忆”，这些都是“开放和基本的哺乳动物皮层问题”。

Nunoo是艾伦脑科学研究所的神经解剖学家。 Ma?arico da Costa表示，最新的图谱覆盖了0.2%的大脑，MICrONS团队将对整个大脑技术进行测试和绘制。