研究人员手持一个人脑，这是比利时杜菲尔精神病院收藏的3000多个大脑的一部分，摄于2017年7月19日。路透社/伊夫·赫尔曼
研究追踪了人类和小鼠的大脑发育；图谱可帮助科学家应对脑部相关疾病
华盛顿，11月6日（路透社）——科学家在一项雄心勃勃的计划中取得了里程碑式进展，该计划旨在绘制从最早期胚胎和胎儿阶段到成年期各类脑细胞的出现和成熟过程。这一知识可能为应对自闭症和精神分裂症等特定脑部相关疾病提供新方法。
研究人员表示，他们已完成发育中人脑和发育中哺乳动物脑图谱的首份草案。研究聚焦于人类和小鼠脑细胞，并对猴脑细胞进行了部分工作。在初步草案中，科学家绘制了不同类型脑细胞的发育图谱——追踪它们如何诞生、分化并成熟为具有独特功能的各类细胞。他们还追踪了这些细胞中基因随时间的开启或关闭过程。
科学家识别出控制脑过程的关键基因，并发现人类与动物大脑在脑细胞发育方面存在一些共性，以及人脑的一些独特特征，包括识别出先前未知的细胞类型。研究结果详细发表在《自然》及相关期刊的一系列研究中。
该研究是美国国立卫生研究院BRAIN计划细胞图谱网络（BICAN）的一部分，这是一个旨在创建人脑综合图谱的国际合作项目。
艾伦研究所西雅图脑科学主任、两项研究的领导者曾宏奎神经科学家表示：“我们的大脑拥有数千种细胞类型，它们在细胞特性和功能上具有非凡的多样性，这些多样化的细胞类型共同作用以产生各种行为、情绪和认知。”
研究人员已在小鼠脑中发现超过5000种细胞类型。据信人脑中至少存在同样数量的细胞类型。
加州大学洛杉矶分校神经科学家、该研究的另一位领导者阿帕娜·巴杜里表示：“发育中的大脑是一个极其神秘的结构，因为它难以获取、由众多不同细胞类型组成且快速变化。虽然我们了解大脑发育过程中的宏观变化，但得益于这一系列图谱，我们现在对发育中大脑的组成部分有了更详细的了解。”
该研究有望带来重要的实际应用。
曾宏奎表示：“首先，通过研究和比较人类与动物的大脑发育，我们将更好地理解人类的特化能力及独特智力的来源。其次，通过了解人类和动物的正常大脑发育，我们将能更好地研究患病大脑中发生的变化——何时何地变化——无论是在人类患病组织还是动物疾病模型中。”
曾宏奎表示，通过获取这些知识，科学家希望为一系列人类疾病实现更精准的基因和细胞疗法。研究有望深化对自闭症、注意缺陷多动障碍、精神分裂症及其他已知在大脑发育过程中展开的疾病的理解。
研究人员创建细胞类型发育图谱的脑区包括新皮层（大脑最外层负责高级认知功能的部分）和下丘脑（大脑深处一个小结构，帮助调节体温、血压、情绪、睡眠、性欲、饥饿和口渴）。
一项研究表明，人脑肿瘤中的一类细胞与胚胎祖细胞相似——胚胎中一种能在特定脑区转变为特定类型细胞的细胞——这表明此类肿瘤可能劫持发育过程以驱动恶性转化。
研究人员识别出人脑的一些独特特征。一个例子是皮层细胞类型分化的延长过程，这是由于人类大脑从胎儿到青春期的发育周期比动物更快的发育时间表更长。
新识别的脑细胞类型包括新皮层和纹状体区域（控制运动及某些其他功能）中的部分细胞。
更多工作仍在进行中。
巴杜里表示：“目标是最终不仅理解发育中大脑的组成部分，还要描述神经发育和神经精神疾病在发育过程中如何产生易感性。”
“这对脑癌也相关，我实验室也在研究脑癌，因为在脑癌中这些发育组成部分会重新出现。因此这是一个宏大目标，要完全理解和治疗所有这些疾病需要时间。但这一系列论文是重要的进展。”
报道：威尔·邓纳姆
编辑：罗莎尔巴·奥布莱恩
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