中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心全脑介观神经联接图谱研究平台（非人灵长类）

    脑连接图谱研究是认知脑功能并进而探讨意识本质的科学前沿，这方面探索不仅有重要科学意义，而且对脑疾病防治、智能技术发展也具有引导作用。国际上，各主要国家在脑联接图谱研究方面都已有重大投入。美国脑计划取得了阶段性重要成果，特别是在2022年9月，美国宣布启动脑计划细胞图谱网络（BRAIN Initiative Cell Atlas Network，BICAN），在5年内资助5亿美元，意味着其脑计划已迈入BRAN 2.0阶段。 

　　相对而言，美国脑计划侧重鼠脑和人脑，日本脑计划侧重狨猴，欧洲脑计划侧重模拟脑，我国在更接近人脑的猕猴脑图谱研究方面具有明显优势。为了响应我国的脑计划，充分发挥我国猕猴联接图谱研究的错位优势，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心，于2017年10月成立了“非人灵长类脑图谱研究平台”，负责构建猕猴介观全脑联接图谱。平台位于上海市徐汇区岳阳路320号。 

　　平台将聚焦于绘制猕猴介观联接图谱，将首先重点研究以下几个方向： 

　　01 意识的神经环路机制 

　　屏状核与几乎所有大脑皮层脑区都有直接联接，是大脑内的联接中枢，在多模态信息整合中可能起关键作用，诺贝奖得主Crick认为屏状核可能是意识产生的基础。但是因为屏状核位于深部，形态细小狭长不规则，相关研究很少。我们将应用snRNA-seq和stereo-seq技术，比较小鼠，狨猴和猕猴屏状核细胞和分子图谱的异同，研究屏状核跨物种演化机制。 

　　另外，我们将应用fMOST技术绘制屏状核单神经元的投射图谱，重点查看屏状核单个神经元的轴突能否投射到大部分皮层脑区，能否大致整体覆盖屏状核内部，有望提供直接证据来验证屏状核是否具有快速整合多模态信息的联接基础，并进而研究意识产生的结构基础。 

　　02 绘制猕猴基于传统逆标染料的全脑介观输入图谱 

　　国际上已发布的猕猴介观输入图谱仅包含29脑区，仅包含来自注射侧同侧的皮层脑区，也不包含皮层下核团的输入信息，因此严格来说还不能算“全脑”介观输入图谱。我们绘制的猕猴全脑介观输入图谱，将包含大约120个猕猴脑区，将首次包括左右脑和皮层下核团的输入信息，将是国际上最完备的猕猴全脑介观输入图谱，有望为全面解析大脑介观神经网络的结构和工作原理奠定基础，并可能强力推动世界脑科学领域的发展。 

　　03 绘制首个具有细胞类型特异性的猕猴全脑介观联接图谱 

　　大脑内存在至少数百种不同类型的神经细胞，特定类型神经元可能具有特异的投射偏好。大脑的强大功能源于这些不同类型神经元相互之间及其复杂的相互联接。目前小鼠细胞类型特异性的介观联接图谱绘制已经有明显进展，但是小鼠和人类大脑差异太大，和人类更加接近的模式动物，猕猴脑的细胞类型特异性联接图谱尚未开始。 

　　我们计划采用现有的兴奋性细胞特异性病毒（AAV-CAMKII-CRE,AAV-CMV-FLEX-TVA-mcherry-oG）和抑制性细胞特异性病毒（AAV-Dlx-TVA-EGFP-oG），以及脑智卓越创新中心开发的基于enhancer的细胞特异性病毒，尤其是层特异的病毒，结合retrograde rabies病毒来绘制全球首个具有细胞类型特异性的猕猴介观联接图谱。有望为人类认识脑、保护脑和模拟脑，并进而开发新一代类脑人工智能提供重要基础。

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宣讲会时间：2024年12月30日 上午10点-11点