由860億個神經元組成的人類大腦，就像一座結構精巧的迷宮。為了繪制出這座迷宮的地圖，腦科學家們將目光聚焦在獼猴——這種與人類最接近的靈長類模式動物上，它的大腦包含超過60億個神經元。
7月12日23時，由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）聯合華大生命科學研究院、臨港實驗室等單位繪制的獼猴大腦皮層單細胞空間分布圖譜揭開神秘面紗，相關研究成果在線發表于國際學術期刊《細胞》上。該研究產生了較為完整的、世界首套獼猴全腦皮層三維單細胞空間分布圖譜以及空間轉錄組數據，成功繪制了獼猴大腦皮層的細胞類型分類樹，揭示了細胞類型組成和靈長類腦區層級結構分布之間的關系。
大腦由哪些細胞組成，這些細胞的空間分布有什么規律，是腦科學的基本問題，其重要性類似于人類基因組計劃完成的DNA堿基序列。
但是理解大腦又是非常困難的。“這是因為大腦細胞的結構和功能具有相當強的多樣性，細胞類型可以被細胞形態、電生理特性、神經元投射等指標定義。”中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心研究員李澄宇解釋說，當前也正處于競爭激烈的腦細胞分型新時代。
“大腦單細胞類型的鑒定是大腦功能圖譜和結構圖譜的必要條件。”中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明介紹，各種細胞類型鑒定給予我們一種信息：哪一類細胞有哪些特殊表達的分子，從而可以找到分子表達所需要的調控元件，通過熒光蛋白的表達對特定類型細胞進行追蹤，進而可以繪制出大腦中各種細胞聯結的線路圖。
此次研究是獼猴腦細胞圖譜的重要里程碑。李澄宇指出，揭秘獼猴大腦皮層中的細胞組成、細胞空間分布規律，對于闡明靈長類大腦的組織規律至關重要，其重要程度堪比元素周期表、世界地圖、人類基因組序列的繪制。
在這張獼猴大腦皮層的單細胞分布“迷宮地圖”基礎上，研究團隊有一系列重要發現：大量興奮性神經元、抑制性神經元以及非神經元細胞在大腦皮層中的分布呈現明顯的各層面及各腦區的特異性。更為有趣的是，視覺和軀體感覺系統的細胞類型組成與腦區層級組織之間存在顯著的相關性，處于相同層級的腦區往往具有類似的細胞類型組成，揭示了細胞組成和腦區結構之間的關系。
未來，團隊將繼續在腦疾病機制與靶點研發、腦細胞與腦結構演化、腦功能的細胞分子機制等領域攻關，推動中國在這些領域持續產生原創性、引領性成果。