海馬腦區(又稱:海馬)是腦科學研究當中最受關注的腦區之一。在人類大腦中,這個腦區外形酷似海洋生物海馬,因而被稱為海馬腦區。海馬神經環路的異常和病變是癲癇、帕金森癥、老年癡呆癥等腦疾病的重要原因之一。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心徐春研究組領銜的聯合研究團隊于北京時間2月2日在《科學》期刊在線發表了一篇研究論文。以往的研究大多聚焦海馬的群體神經元,該項研究瞄準海馬的單個神經元,建立了相關海馬“數據庫”——目前世界上最大的單神經元全腦投射圖譜數據集,以及分析了海馬神經元胞體所處“地段”——胞體在海馬腦區里的相對位置。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心研究員徐春舉了一個例子:研究者分析了倫敦出租車司機的大腦海馬大小,由于倫敦街道比較復雜,研究發現,出租車司機工作時間越久,海馬越大,這意味著海馬對空間導航有重要作用,也表示海馬具有結構上的可塑性。
他介紹,團隊三維重構了上萬個小鼠海馬單神經元的全腦投射軸突形態,這些海馬神經元的胞體覆蓋了海馬的各個亞區和海馬多維軸向的不同位置;團隊還構建與分析了小鼠海馬單神經元的全腦介觀投射圖譜等數據庫。
這些科研成果為研究海馬神經元相關的功能和疾病提供了神經環路操控的靶點。
徐春進一步表示,上述這些數據庫都已經通過腦科學門戶網站公開共享,開放給世界各地研究人員,“我們不滿足于對圖譜的描繪,而是希望帶動、引領這方面的功能研究。”
中國科學院院士、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解釋說,相關圖譜的研究分三類:細胞圖譜、聯接圖譜及功能圖譜。細胞圖譜是看細胞的種類和位置;聯接圖譜是研究特異性細胞如何投射到其他細胞、產生聯接;功能圖譜是進一步研究細胞的功能。此次研究的投射圖譜,正屬于聯接圖譜。
他指出,世界一些主要國家正著力推動人腦的細胞圖譜研究,人腦的聯接圖譜研究還遙遙無期,“圖譜研究是一個還沒有完成的重大任務,我們要是能夠努力推動,將來研究進入人腦領域,我們有可能可以在這個方向上處于一個舉足輕重的地位。”