为深入理解人类大脑，科学家们发布了一系列高度详细的大脑图谱——该成果于10月12日以21篇论文的形式发表。
你是否曾想过自己的大脑可能与其他人的连接方式不同？你可能是对的。这些新研究探讨了我们的大脑如何在细胞层面运作。
专家表示，这些研究将帮助我们更深入地理解大脑和思维，并解决阿尔茨海默病、精神分裂症和抑郁症等疾病相关的谜题。
"这一系列研究试图在更详细的层面上理解人类大脑及其发育。它聚焦于大脑的构建模块，从细胞开始，"领导21项研究之一的美国拉霍亚索尔克研究所生物学家约瑟夫·埃克尔表示。
这些研究是美国主导的BRAIN计划的一部分，该计划旨在揭示大脑的奥秘。它是全球多个旨在创建全面大脑图谱的数十亿美元项目之一。这些大脑项目堪称神经科学领域的"人类基因组计划"——后者于2003年成功绘制出首个人类完整基因组图谱，或类似于NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜，它正在改变我们对宇宙的理解。
我们不是已经有大脑图谱了吗？
解剖学家花费了数百年时间创建大脑图谱——绘制其细分区域、褶皱（回）和沟槽（沟）。
更近期的技术揭示了大脑内部区域细胞结构的美丽图像。
海马体横截面显示在绿色中显示的单个神经元。海马体在学习和记忆中起着重要作用
但我们对大脑的理解是支离破碎的。解剖图谱缺乏关于细胞如何运作的信息，而这些功能性信息又缺乏精确的空间细节。
近期，神经科学家将精力转向理解这些脑细胞及其所在区域的功能——它们如何促成情绪、视觉或疼痛，或导致精神分裂症或痴呆等疾病状态。
"我们没有一个足够详细的正常大脑综合视图来帮助我们理解脑部疾病。我们现在正逐渐接近这个目标，"领导BRAIN计划研究之一的美国纽约西奈山医学院神经科学家帕特里克·霍夫表示。
脑细胞图谱提供前所未有的细节
此次计划的新颖之处在于，它将大脑解剖结构与细胞功能联系起来。
"这是首次深入理解人类大脑细胞层面的尝试，"埃克尔告诉德国之声。
每项研究都有助于创建大脑的不同地图，每张图谱提供关于大脑的互补信息。这些图谱从不同尺度探讨大脑——从基因、细胞、细胞结构、较大脑区，最终到整个大脑。
这些图谱整合了我们对大脑的各种知识，对揭示其复杂性至关重要。
例如，埃克尔的研究创建了大脑中不同类型细胞基因表达的高度详细图谱，形成了"条形码"。他还追踪了它们在发育过程中的变化。这突显了脑细胞的惊人多样性。
与此同时，霍夫的研究创建了一个类似谷歌地图的布罗卡区工具；布罗卡区是运动皮层的一个区域，控制言语和语言。
此类脑部扫描仅提供关于大脑功能的粗略信息。在细胞尺度上创建的新脑图谱将提高诊断和治疗人类脑部疾病的能力
治疗脑部疾病是最终目标
尽管BRAIN计划是旨在开放性发现的"蓝天科学"，但科学家们希望这些研究最终能帮助理解和治疗脑部疾病。
"治疗疾病绝对是我们的最终目标。但要理解脑部疾病，我们首先需要了解正常大脑中发生的情况。这就是我们的目标，"霍夫告诉德国之声。
霍夫表示，重要的是我们要创建贯穿大脑发育过程的图谱——从胎儿阶段到老年。只有这样，我们才能完全理解大脑中出了什么问题。
"这意味着我们可以理解自闭症谱系障碍等发育障碍、抑郁症和精神分裂症等精神疾病，以及阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中发生的情况，"他告诉德国之声。
埃克尔也对这些研究将帮助创造治疗这些疾病的新应用表示乐观。
"这意味着我们可以创建新工具来靶向特定疾病中受影响的细胞类型。例如，它可以帮助我们创建更好的治疗阿尔茨海默病的基因疗法。治疗方法将非常具体，"埃克尔说。
科学家携手合作
尽管这些研究有助于整合我们对大脑的零散知识，但BRAIN计划本身也帮助整合了分散的神经科学界。
"这么多神经科学家共同参与与人类基因组计划规模相同的项目，这既是一场科学变革，也是一场文化变革。进展相当顺利，真的没有任何争论。这本身就是个故事，"埃克尔说。
与欧盟和日本其他脑计划的合作也取得了成功，开放获取的数据和工具正帮助科学家朝着治疗脑部疾病的共同目标前进。
"我们正在消除神经科学不同学科之间的界限。这是一个极为重要的方面，正在为新发现打开大门，"挪威奥斯陆大学神经科学家扬·比亚利说。他是欧盟资助的人类脑计划的神经信息学负责人，该计划是BRAIN计划的欧洲对应项目。
未参与BRAIN计划21项研究的比亚利表示，这些研究对脑图谱绘制工作做出了"杰出贡献"。
这些新研究目前还是人类大脑的初稿。BRAIN计划旨在2024年初发布完整的小鼠脑图谱，人类脑图谱将在随后几年陆续推出。
"这些脑计划的原因与我们对宇宙的兴趣原因相同：它既受好奇心驱动，也受理解脑部疾病需求的驱动，"比亚利说。
（编辑：苏什米塔·拉马克里希南）
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