“猕猴屏状核细胞分类与全脑联接图谱”以封面文章方式宣布于《细胞》。新闻脑智杰出中心供图。科学插入感觉

■本报见习记者 江庆龄 记者 李晨阳。高清地图

人类大脑是从啮齿类长类自然界最杂乱的“超级核算机”，蕴含着言语、到灵大脑回忆、更新情感等高档功用的新闻奥妙。大脑内部各个区域分工清晰，科学构成“功用分区”，高清地图并通过密布的从啮齿类长类神经联接相互协作，一起履行杂乱使命。到灵大脑

为破解感知、运动、学习回忆和决议方案等重要脑功用的运作暗码，脑图谱研讨应运而生。它通过制作高精度“大脑地图”，精确定位神经细胞、解析神经网络联接规则，为了解脑功用机制、霸占脑疾病及研制类脑智能供给重要支撑。

7月10日，由国内外30多个研讨安排的300余位科研人员联合打开的10项脑图谱研讨在《细胞》以专刊方式宣布，其间3项研讨初次见刊，别的7项近期已宣布于《细胞》《神经元》《发育细胞》。这些研讨深化解析了大脑细胞类型多样性、吹潮是什么感觉联接规则、发育进化规则及脑疾病分子机制，完结了在单细胞分辩率下，从啮齿类到灵长类的介观脑图谱制作。

我国学者牵头的《细胞》专刊。

“要了解核算机作业原理，需求剖析清楚芯片中半导体元器件之间的散布及衔接方式。类似地，联接图谱的制作是解析脑科学作业原理的根底。”我国科学院院士、我国科学院脑科学与智能技能杰出立异中心（以下简称脑智杰出中心）学术主任蒲慕明说，“鉴于非人灵长类动物大脑结构与人类最为类似，在研讨人脑之前，以非人灵长类动物为模型制作图谱具有重要意义。”

2018年，蒲慕明和我国科学院院士、海南大学校长骆清铭一起建议，建议“全脑介观神经联接图谱”大科学方案 。2020年，科技部举行脑图谱大科学方案发动前期作业座谈会，并树立我国作业组，专项布置大科学方案培养项目。

自发动以来，脑图谱大科学方案的中心方针逐渐聚集于制作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，脑智杰出中心、海南大学、华大生命科学研讨院等国内安排牵头，舔菊花感觉与全球顶尖科研安排及科学家打开深度协作，一起筹建“世界灵长类介观脑图谱联盟”。联盟有力推进了脑图谱大科学方案在总体方针、世界分工和管理机制等方面构成世界一致，并将进一步整合技能、渠道、人员、数据等资源，构成更大规划的跨安排科研协作团队，加快脑图谱研讨进程。

脑智杰出中心党委书记孙衍刚介绍，为招引更多世界同行重视并参加脑图谱大科学方案，2023年12月，蒲慕明与《细胞》主编沟通，一起策划以专刊方式发布介观脑图谱制作的系列效果。

“在我国作业组的前期作业根底上，国内从事脑科学的科学家构成了一个‘研讨网络’。咱们归纳考虑了当时会集攻关项目与介观脑图谱的关联性、研讨效果的重要性以及使命的实践打开，挑选并汇集了约20项作业，于2024年3月发动投稿。”孙衍刚表明，“投稿流程以及对稿件的具体要求，均遵从了与惯例投稿途径相同的规范。”

终究，有10篇论文呈现在此次专刊中。值得一提的是，这是阴道壁感觉世界上罕见的以科学问题为导向、由我国科学家主导的《细胞》专刊。

从结构向功用跨进。

近年来，跟着脑成像、空间转录组和人工智能（AI）等技能的打开，人们对大脑的认知不断加深。我国学者也在方式动物介观神经联接图谱制作范畴取得了一系列打破性效果，如发布了世界最大规划小鼠前额叶皮层、海马脑区投射图谱，世界首套猕猴大脑皮层细胞空间散布图谱，猕猴、狨猴和小鼠小脑的时空单细胞图谱等。

孙衍刚表明，不同于以往点上的效果打破，本次发布的系列效果以“自主技能迭代”为牵引，一起树立起“环路解析－进化解密－疾病解码”的研讨体系，掩盖匍匐类、鸟类、啮齿类、非人灵长类和人类等要害物种，并整合了转录组、联接组等多模态数据，为深化解密大脑供给了全新视角与要害手法。

本次新上线的两篇论文为技能开发方面的打破。

我国科学技能大学教授毕国强、刘北明领衔的联合团队，根据前期开发的同步飞扫三维显微成像技能（VISoR），研制了blockface-VISoR体系。结合优化的全身透明化流程，该体系可在40小时内完结成年小鼠全身均一亚细胞级分辩率三维成像。团队从而解析了全身不同类型周围神经的精细结构和单纤维投射途径，阐明晰全身交感神经的器官特异性伴血管散布方式。

脑智杰出中心研讨员刘真团队、孙怡迪团队与临港实验室研讨员李昊团队协作，通过多组学增强子猜测及在体通量功用挑选，找到了与猕猴大脑特定细胞类型相关的增强子，并进一步开发了包括112种增强子的病毒载体东西集。这些病毒东西就像“精准导弹”，可以带着荧光符号或功用蛋白，特异性地感染灵长类大脑中的特定细胞类型。使用这些细胞特异性靶向东西，科学家可以更深化了解灵长类大脑中信息处理的机制，一起有望完结对脑疾病的精准靶向医治。

“这两项技能效果，进一步强化了我国脑图谱研讨的技能体系。”孙衍刚表明，“此次发布的别的8项效果，也得益于曩昔荧光显微光学切片断层成像fMOST技能、时空转录组学Stereo-seq技能等的打开。”

在脑进化和发育方面，3项效果别离解析了羊膜动物脑细胞演化轨道，树立才智呈现底层机制的新研讨范式；发布鼠脑成年及发育时空转录组图谱，提醒神经发育调控新机制；初次提出脑发育的“三级安排者”概念和下丘脑神经元的“多谱系来源”假说，提醒下丘脑进化保存性。

脑联接规则解析方面，最新上线的《细胞》论文中，脑智杰出中心研讨员严军团队、徐春团队、沈志明团队，华中科技大学姑苏脑空间信息研讨院教授杨孝全团队使用自主研制的大体积猕猴全脑亚微米分辩接连精准三维成像技能（LV-fMOST）和Gapr神经元追寻体系，重构了猕猴前额叶皮层中所有首要区域的2231个投射神经元，提醒了猕猴前额叶皮层存在“精简高效”的神经联接方式，完结精准、模块化的信息处理战略，为深化解析灵长类高档认知功用的神经机制供给了根本结构。本年4月在线宣布于《细胞》的另一项作业，则发现了猕猴屏状核（知道要害脑区）具有整合全脑多模态信息的结构根底。

在脑疾病方面，一项研讨初次制作了阿尔茨海默病（AD）患者脑海马单细胞分辩率的空间转录组图谱，提醒AD前期确诊及辨别确诊的新式生物标志物；另一项研讨则初次制作小鼠脑出血后超急性期至恢复期的脑安排时空动态细胞分子图谱，为精准干涉脑出血供给了全新的医治思路。

探究建制化生命科学研讨范式。

在生命科学研讨范畴，全球遍及遵从类似的科研方式，即以PI（课题组长）为中心打开独立研讨，这与学科自身高度专业化、快速迭代、需求自主探究的特性相符合。但在这一系列研讨作业的打开过程中，相关科学家也在探究建制化的新式科研安排方式。

孙衍刚介绍：“介观脑图谱研讨的中心方针为深度解析大脑结构与功用的内在联系，这一方针兼具科学性和工程特点，因而合适由工程化团队推进研讨。”

通过多年打开，我国在单细胞空间图谱、高精度显微成像技能、空间转录组学、AI算法等方面取得了系列打破，并根据这些技能树立了相应渠道，在进一步优化、迭代技能的一起，提高了项目打开功率。当时，我国脑图谱研讨开始构成了“技能研制—数据收集—解析使用”闭环。

此次，脑智杰出中心、华中科技大学姑苏脑空间信息研讨院、华大生命科学研讨院、我国科学技能大学、浙江大学医学院隶属榜首医院等科研安排，联合国内及法国、瑞典、英国等多国科学家，环绕一起方针打开协作，一起结合各自优势进行分工。

“在施行途径上，咱们采纳‘技能研制-渠道赋能-协同攻关’三级架构，即前期由专项团队打破要害技能瓶颈，中期树立规范化技能渠道完结才干复用，后期由各课题组依托渠道资源，针对各自感兴趣的问题打开研讨。”孙衍刚说。

以国内外8个研讨安排的92位科研人员协同攻关的“猕猴屏状核细胞分类与全脑联接图谱”研讨为例，该项目依托于脑智杰出中心的全脑介观神经联接图谱研讨渠道（非人灵长类），并整合了法国卫生与医学研讨院干细胞与脑研讨所猕猴联接组图谱数据、华大生命科学研讨院空间转录组技能、腾讯AI实验室算法算力优势等中心资源，逐个霸占了深化大脑中心的打针手术、多模态数据整合、精确划分屏状核鸿沟等难题。

在孙衍刚看来，渠道和数据是打开“大兵团”作战的两大要素。“把不同研讨中都用得上的技能进行规划化和渠道化，可以把科研人员从重复性的作业中解放出来。在使用中呈现的新需求和新问题，也可以推进技能的进一步打开迭代。”

“知道脑、模仿脑、维护脑”

“当时，许多生物科学和生物技能都是以人类基因组为根底打开起来的，但开始咱们仅能知道基因的根底结构。”蒲慕明指出，脑图谱相同仅仅根底，得到图谱之后，再研讨图谱结构对功用的影响、异常情况的原因，才干真实了解大脑，从而推进脑疾病的确诊、医治，以及脑机接口和类脑核算的打开。

孙衍刚介绍，面向未来，脑图谱大科学方案将从3个方面继续发力。

首要，脑图谱大科学方案将通过构建非人灵长类动物脑和人脑全脑细胞、介观联接、亚细胞相互作用及突触功用图谱，开发图谱制作技能、AI驱动的猜测数据剖析大模型等作业，全面解析灵长类脑联接规则，并启迪大脑智能和知道研讨。

其次，脑图谱大科学方案将依托脑图谱研讨世界联盟，继续扩展世界协作，活跃拓宽与“一带一路”沿线国家和“金砖国家”等的沟通协作。联盟方案树立脑图谱技能同享渠道，推进同步辐射X射线神经示踪技能、单细胞时空多组学技能、AI算法和体系等新技能研制。联盟也将联合全球科学家，加快整合大脑细胞图谱、联接图谱和不同标准或分辩率的多模态数据，树立AI辅佐的数据收集、剖析、解说和验证手法，构建面向全球敞开同享的“脑图谱数据库”。

终究，脑图谱大科学方案将进一步解析大脑进化的生物机制，提醒更高认知才干来源的遗传根底，从而助力脑疾病诊治、推进类脑AI工业打开，终究完结“知道脑、模仿脑、维护脑”的方针。

“此次专刊的系列效果，展示了我国团队协同攻关的才干和效果，也增强了国内外协作团队对脑图谱大科学方案成功建议的决心。”蒲慕明指出，“通过5年多准备，世界作业组将在本年9月与国内作业组协作，正式树立‘世界灵长类介观脑图谱联盟’，估计在未来10年内可以完结猕猴全脑介观图谱。”

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.040。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.005。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.011。