解码人类大脑：详细的细胞图谱为下一代治疗铺平道路

研究人员绘制了人类和非人类灵长类动物大脑的基因和细胞组成图，为大脑功能和疾病的潜在治疗提供了更深入的了解。这项研究是The BRaiN Initiative?的一部分，涵盖了24篇论文，有望在神经科学领域取得革命性的进展。

令人难以置信的详细细胞图有助于为新一代治疗铺平道路。

一组国际科学家绘制了人类大脑和非人类灵长类动物大脑的基因、细胞和结构组成图。这种对大脑结构的理解，是由美国国立卫生研究院的大脑研究通过推进创新神经技术倡议(the brain Initiative?)的资助实现的，允许对大脑功能和功能障碍的细胞基础有更深入的了解，有助于为精神障碍和其他大脑疾病患者的新一代精确治疗铺平道路。这些发现发表在《科学》、《科学进展》和《科学转化医学》杂志上的24篇论文摘要中。

美国国家心理健康研究所所长Joshua a . Gordon医学博士说:“绘制大脑细胞的分布图是理解这个重要器官在健康和疾病中是如何工作的关键一步。”“这些新的详细的人类大脑和非人类灵长类动物大脑细胞图谱为设计新的治疗方法提供了基础，这些治疗方法可以针对与大脑疾病有关的特定脑细胞和回路。”

主要发现和见解

最新一期《大脑倡议细胞普查网络》(BICCN)收录了24篇论文，详细介绍了人类大脑和非人类灵长类动物大脑中异常复杂的细胞多样性。这些研究确定了人类大脑和非人类灵长类动物大脑中细胞组织方式和基因调控方式的异同。该文集中的三篇论文首次展示了成人大脑的细胞图谱，描绘了大脑的转录和表观基因组图谱。转录组是细胞中完整的基因解读集，它包含了制造蛋白质和其他细胞产物的指令。表观基因组是指对细胞DNA和染色体进行化学修饰，从而改变细胞遗传信息的表达方式。在另一篇论文中，对人类大脑和几种非人类灵长类动物大脑(黑猩猩、大猩猩、猕猴和狨猴大脑)的细胞和分子特性进行了比较，揭示了人类和非人类灵长类动物大脑皮层中细胞的类型、比例和空间组织的明显相似性。对不同物种皮质细胞基因表达的研究表明，人类谱系中相对较小的基因表达变化导致了神经元连接和突触功能的变化，这可能使人类的大脑具有更大的可塑性，从而支持人类大脑适应、学习和变化的能力。一项探索狨猴大脑不同区域的细胞如何变化的研究发现，成年大脑细胞的特性与发育过程中这些细胞的特性之间存在联系。这种联系表明，当细胞形成并维持到成年时，发育程序就嵌入了细胞中，成年人身上一些可观察到的细胞特性可能在生命的早期就开始了。这一发现可能会对整个生命周期的大脑发育和功能产生新的见解。对新皮层最外层神经元的解剖学和生理学探索揭示了人类大脑和小鼠大脑的差异，表明该区域可能是一个进化热点，人类的变化反映了调节人类更复杂的大脑回路的更高要求。新皮层是大脑中参与认知、运动命令和语言等高级功能的部分。

BICCN的核心目标是建立一个全面的大脑细胞清单——它们在哪里，它们如何发育，它们如何协同工作，以及它们如何调节它们的活动——以更好地了解大脑疾病是如何发展、进展和最好治疗的。BICCN是一项开创性的努力，旨在了解大脑细胞构成。

美国国立卫生研究院大脑计划主任John Ngai博士说:“这一系列研究代表了在细胞水平上阐明人类大脑复杂性的里程碑式成就。”“通过BICCN建立的科学合作正在以指数级的速度推动该领域向前发展;这些进展和可能性简直令人惊叹。”

本文收集的人类大脑和非人类灵长类动物大脑中脑细胞类型的普查是发展未来大脑治疗的关键一步。这些发现也为“大脑倡议细胞图谱网络”(BRAIN Initiative Cell Atlas Network)奠定了基础，这是一个变革性的项目，它与另外两个大型项目——“大脑倡议跨尺度连接”(BRAIN Initiative Connectivity Across Scales)和“精确脑细胞访问设备”(Armamentarium for Precision脑细胞访问)——旨在通过阐明控制行为回路基础的基本原则，并为治疗人类大脑疾病提供新方法，从而彻底改变神经科学研究。