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11月23日，記者從海南大學獲悉，由中國科學院院士駱清銘和李向寧、李安安領銜的研究團隊，成功研發(fā)全腦細胞架構解析平臺，并首次繪制完成小鼠全腦20種關鍵類型細胞的三維分布圖，揭開大腦皮層與小腦的神經(jīng)信號平衡機制，為腦科學研究提供統(tǒng)一、可靠的參考依據(jù)。該研究由海南大學聯(lián)合華中科技大學展開，相關成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

在哺乳動物大腦中，神經(jīng)元的精準位置與排列方式，是搭建神經(jīng)環(huán)路的核心，但傳統(tǒng)研究受到技術的限制，難以精細解析整個大腦的相關情況。針對這一難題，團隊結合轉基因小鼠模型與熒光顯微光學切片斷層成像技術，獲取了小鼠全腦連續(xù)亞微米級高清圖像，圖像清晰度與數(shù)據(jù)完整性均達到前所未有的水平。依托該平臺，研究人員能清晰識別大腦內(nèi)所有被標記的單個細胞，還將這些細胞精準對應到參考腦模板中，最終完成20種關鍵細胞的全腦三維圖譜繪制。

團隊創(chuàng)新融入生物信息學分析方法，借助高分辨率三維細胞分布圖譜和大規(guī)模無監(jiān)督聚類算法，把小鼠全腦分成均勻的三維網(wǎng)格，再歸為不同類別，對應到參考腦模板后展開深入研究。這種方法在已知腦區(qū)中發(fā)現(xiàn)了獨特的三維排列模式，說明大腦或許存在更精細的功能劃分區(qū)域。此外，研究人員通過全腦尺度的信息整合分析還發(fā)現(xiàn)，大腦皮層整體偏向“興奮性”神經(jīng)信號，小腦則偏向“抑制性”神經(jīng)信號，這一信號平衡機制，為腦疾病研究提供了全新方向。

李安安表示，該成果填補了全腦單細胞分辨率分布圖譜的國際研究空白，推動腦科學研究從傳統(tǒng)“宏觀描述”升級到精準“精細解析”階段。團隊搭建的研究平臺與共享數(shù)據(jù)集，將為解析神經(jīng)環(huán)路、探究腦疾病發(fā)病原因、尋找潛在藥物靶點打下重要基礎，兼具顯著科學價值與臨床轉化潛力。