Science专题报道：中国启动灵长类脑图谱国际协作计划，用25年时间联合全球顶尖力量绘制迄今最精密人脑蓝图​

针对近期成立的“国际灵长类介观脑图谱联盟”（ICPBM），10月1日《Science》杂志进行了专题报道，以下为详细内容：

人类大脑绝非未知之地。数十年前我们就已知道，记忆在海马体中形成，而我们的战斗或逃跑反应则在杏仁核中触发。但科学家们对于我们860亿个神经元和数量大致相当的神经胶质细胞，远未完成全面清查，更不用说绘制出不同细胞类型如何连接成神经回路以实现思维的图谱了。一项新的全球合作计划意图详细描绘这一领域。近日，世界各地的科学家齐聚上海，共同启动了国际灵长类介观脑图谱联盟（ICPBM）。“我们想了解大脑所有功能背后的神经结构，”ICPBM主席、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心主任蒲慕明院士说道。

该新联盟旨在分析狨猴、猕猴和人类的大脑，以创建“多组学图谱”，其中将包括所有细胞类型；基于RNA转录本的基因表达模式，即转录组；以及每个细胞在大脑中的投射情况。该计划为期25年，不仅将为猴子绘制多组学图谱，还将为来自不同人群的发育中、成年、衰老及患病的人类大脑绘制图谱。

“所提计划的规模令人惊叹，”联盟成员、莫纳什大学神经科学家马塞洛·罗萨说道，“你甚至可以认为，其中的一些目标在25年内都无法实现，但从展示内容来看，显然这些问题正在以系统的方式得到解决。”美国艾伦脑科学研究所所长曾红葵参加了此次会议，但并非联盟成员，她表示研究结果“将对这一领域产生巨大影响”。

目前，ICPBM已包括来自澳大利亚、中国、德国、匈牙利、印度、韩国和西班牙的九家机构。尽管美国科学家是来自25个国家的100多名个人参与者之一，但与中国之间的紧张关系使美国机构未签约加入。蒲慕明表示，上海市政府和中国中央政府已承诺为ICPBM提供资金支持——具体金额仍在协商中，其中包括建立一个中心枢纽，该枢纽将建立设施以实现亚微米级的大脑组织成像，提供如尸检获得的人类大脑等研究材料，并维护一个用于数据共享的网络平台。其他成员将提供自己的样本、分子研究及图谱绘制成果。

潜在回报包括深入了解从中风到阿尔茨海默病等神经系统疾病的细胞和分子机制，从而为新疗法指明方向。研究结果或许还能揭示使我们人类独具特色的认知过程的线索。

该联盟将借鉴绘制较小动物大脑的艰苦努力。过去十年间，研究人员已在单个细胞和神经回路层面完成了果蝇和斑马鱼大脑的完整图谱。2023年12月，曾红葵和数十位同事公布了由美国国立卫生研究院（NIH）脑计划资助的小鼠大脑转录组图谱。她预测，小鼠连接组（细胞投射和突触的完整线路图）将在5至10年内实现。

然而，狨猴的大脑只有核桃大小，但其细胞数量却是小鼠的两倍：超过10亿个神经元和神经胶质细胞。猕猴的大脑有牛油果大小，约有130亿个细胞，而我们葡萄柚大小的大脑细胞数量则要多出一个数量级。“没有单个机构或国家能够全面绘制出所需规模下的灵长类动物大脑图谱，”ICPBM成员、奥胡斯大学神经科学家金东元说道，“汇聚专业知识、技术和数据，可能是唯一现实的方式，能在合理时间内实现这一目标。”

蒲慕明表示，中国正在迅速开发能够加速较大大脑单细胞转录组分析及其复杂连接组图谱绘制的技术。他是神经科学界的泰斗，曾帮助塑造了正在进行的中国脑计划——这是中国有史以来规模最大的基础研究计划之一。

一种名为Stereo-cell的单细胞测序平台是一项颇具前景的技术，华大基因最近在《科学》杂志上公布了这一成果。其开发者表示，该平台可以在单个芯片上的液滴中捕获多达近100万个细胞的转录组，并且还可以对保存在石蜡中的大脑样本的降解RNA进行测序。

尽管了解人类大脑是最终目标，但有充分理由不将整个项目完全寄托于人类样本。能否获得人类大脑取决于人们是否愿意在死后捐献组织，而且保存的材料“永远不会像动物研究中的解剖结构那样理想，”ICPBM成员、奥托·冯·格里克大学马格德堡分校神经科学家安德鲁·帕克说道。例如，加州大学圣迭戈分校神经科学家、ICPBM成员戴维·克莱因菲尔德表示，尽管狨猴的大脑与人类不同，但其细节或许有助于解释灵长类动物的智力与其他哺乳动物有何不同。

蒲慕明表示，苏州、海南和深圳的高分辨率全脑成像设施使中国在非人类灵长类动物大脑图谱绘制方面具有优势。中国科学家在进行活体猴子的侵入性操作（如在其大脑中植入线路或注入染料以进行成像）时面临的监管障碍也较少。蒲慕明承诺，ICPBM将遵守或超越所有成员国的伦理标准。

该项目的国际合作者带来了其他优势。例如，印度理工学院马德拉斯分校正在绘制数十例尸检人脑的细胞类型图谱；伊朗正在德黑兰建立国家灵长类研究中心；亚洲同步辐射装置联盟SYNAPSE计划利用加速器产生的强X射线进行亚细胞尺度的人脑图谱绘制。“希望这个联盟能够挺过许多国家正在奉行的孤立主义，”奥胡斯大学神经科学家、ICPBM成员孙超说道。

美国已基本上被排除在中国牵头的这项计划之外。NIH近几个月来为与海外实验室合作设置了新的障碍——不过，脑计划下的一些国外合作仍在继续。曾红葵指出，鉴于脑计划主要关注小鼠和灵长类动物大脑的分子研究，且刚刚开始解剖图谱绘制的试点研究，美国和中国的脑图谱绘制工作“高度互补”。尽管美国艾伦脑科学研究所“目前无法直接与ICPBM合作”，但曾红葵表示，“我希望合作能够继续。”（转化医学网360zhyx.com）

原文链接：

https://www.science.org/content/article/china-launches-ambitious-collaboration-map-primate-brains-including-ours

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