撰文：尼古拉·威廉姆斯                2023年10月18日

科学家绘制了一只成年恒河猴（一种猴子）的大脑图谱。（图片：Donyanedomam via Getty Images）

科学家们揭示了一个前所未有的灵长类动物大脑的“图谱”，该图谱以比以往任何时候都更高的分辨率，绘制了单个细胞。

该美国团队使用最新的分子生物学技术，绘制了成年恒河猴（猕猴）的大脑结构图，这种猴子通常被用作研究人类感知、认知、衰老和神经疾病的模型。这项研究的一个关键目的是，了解人类大脑和非人类灵长类动物大脑之间的差异。

法国国家科学研究中心（CNRS）的研究主任、神经退行性疾病研究所的团队负责人米歇尔.蒂爱博.德.邵腾说：“掌握脑细胞的复杂结构，对于理解大脑的功能和潜在的障碍至关重要。”他没有参与这项新研究。

德.邵腾在一封电子邮件中告诉《生活科学》，这项新研究“对猕猴大脑中的细胞类型进行了无与伦比的结构描述，标志着神经科学的一个重要里程碑。展望未来，深入研究这些细胞之新的灵长类动物大脑图谱，于10月12日发表在《科学进展》杂志上。

以前的研究旨在绘制灵长类动物大脑的图谱，通常使用单一的分析线来表征其许多细胞。例如，一些人只使用了一种名为转录组学的技术，该技术涉及观察细胞中的所有RNA；RNA分子帮助细胞构建蛋白质，以及其他任务。

这项新工作的区别在于该团队的“多组学”方法，该方法以多种方式对细胞进行编目，包括转录组学和“表观基因组学”，该方法着眼于位于细胞DNA顶部的化学标签。这些标签有助于控制哪些基因被打开或关闭之间的联系、个体之间的变化以及这些发现，对理解人脑的意义至关重要。”

将这两种方法结合在来自30个大脑区域的细胞上，该小组生成了420万个猕猴大脑细胞图谱。就背景而言，猕猴的大脑估计总共有60多亿个细胞。该团队根据这些分子数据，确定了112种不同的细胞类型和亚型，并绘制了这些细胞在褶皱的大脑皮层、皮层下的大脑区域以及大脑底部的小脑中的分布图。

研究作者写道：“据我们所知，这些数据代表了迄今为止任何非人类灵长类动物中最大、最全面的多模式分子图谱。”他们指出，该图谱应成为研究人类大脑进化的宝贵资源，并加深我们对大脑相关疾病的理解，包括阿尔茨海默氏症等退行性疾病，和自闭症谱系障碍和注意力缺陷多动障碍等发育障碍。

猕猴大脑图谱与另外20篇论文一起发表，这是美国国立卫生研究院推动的，长达数年的国际研究工作的一部分。这项工作被称为大脑倡议细胞普查网络项目（BICCN），重点是在细胞水平上绘制人类、非人灵长类动物和小鼠大脑的详细图谱。

除了猴子大脑图谱外，BICCN下属的科学家，还共同发布了一份类似详细的人脑图谱，这使研究人员能够识别以前未知的脑细胞亚型。

“我们发现，许多细胞类型在不同物种中都是相当保守的，”神经科学家金伯利.西来蒂说，他曾在瑞典卡罗琳斯卡研究所工作，现在在荷兰乌得勒支大学医学中心工作。西莱蒂领导了人类大脑研究的一个关键组成部分。

西来蒂在一封电子邮件中告诉《生活科学》：“既然我们知道人类大脑的构建方式（与猴子大脑）并没有完全不同，我们就可以利用所有这些新数据来提出，关于人类细胞类型如何特化的更具体的问题，这这对神经科学来说是一个激动人心的时刻。”