原创 中2023年今晚澳门开国团队领衔发布最精细黑猩猩脑图谱 助力跨物种研究人脑演化
中新网北京1月14日电 (记者 孙自法)中国科学院自动化研究所(自动化所)1月14日对外宣布，该所脑网络组研究团队领衔中外多个科研机构，最新研究绘制并发布国际上迄今最精细的黑猩猩脑图谱——黑猩猩脑网络组图谱，将助力跨物种研究人脑演化。
为促进全球科研人员开展合作研究，研究团队已公开黑猩猩脑网络组图谱的所有表面和体数据文件，以及支持论文图表的源数据。
为理解人脑演化提供新视角
这一脑科学领域重要研究成果论文，由中国科学家主导并联合美国、德国、比利时等高校合作伙伴共同完成，近日在开放获取的综合性学术期刊《创新》(The Innovation)上线发表，其不仅为比较神经科学领域的研究提供了重要工具，也为理解人脑的演化提供了新的视角。
中国科学院自动化所脑网络组研究团队表示，此次发布的黑猩猩脑网络组图谱呈现黑猩猩脑部的详细地图，将成为神经科学研究的重要资源，并为揭示人类大脑独特性提供新线索。
该研究通过将神经影像数据与遗传数据相结合，为人类认知能力演化的物种特异性差异提供了潜在的基因表达相关性。研究团队透露，后续工作将专注于建立更准确的跨物种同源映射，进一步拓展跨物种脑图谱在理解神经系统演化中的应用。
绘制出黑猩猩脑网络组图谱
研究团队介绍说，黑猩猩是人类亲缘最近的灵长类亲戚之一，与人类共享大约600万至800万年前的共同祖先。尽管黑猩猩的大脑大小只有人类的三分之一左右，但它们在神经解剖学和认知功能上展现出许多相似之处，包括社会行为、工作记忆和工具使用。这些相似性使得黑猩猩成为理解人类演化的关键比较对象。
不过，当前跨物种神经科学研究面临的一个主要挑战，是缺乏具有生物学意义的标准化脑部参考系统。以往的比较分析尝试通过细胞构筑、髓鞘配布、宏观解剖、功能连接模式、功能激活或这些特征的组合来定义物种间的同源大脑皮层区域，但由于构建这些图谱所使用的模态和尺度不一致，跨物种的直接比较十分困难。
针对这一难题，在本项研究中，脑网络组研究团队基于先前提出的利用脑连接信息绘制脑图谱的基本思想，成功绘制出黑猩猩脑网络组图谱。利用这一图谱，研究团队重建同源白质纤维束，并为人类和黑猩猩构建连接指纹图，为在亚区级别进行细粒度的跨物种脑连接差异分析以及识别相关的白质束提供可能。
揭示与人脑连接模式显著不同
研究团队表示，他们定量计算和比较了人和黑猩猩这两类物种的脑连接模式，并将物种间连接模式的差异对齐到一个共同的空间中，进一步结合脑部转录组数据，顺利识别了与物种间连接模式差异相关的基因及其表达模式。
研究结果表明，黑猩猩脑网络组图谱揭示了与人类大脑皮层显著不同的连接模式，特别是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层。这些差异与大脑皮层扩张的模式不同，表明大脑皮层演化中的连接性变化可能比之前认为的更为复杂和微妙。
此外，研究团队还研究发现物种间连接性不对称的区域，其形成可能与演化分歧有关。他们认为，在这些连接性差异区域高表达的基因，富集在对皮层投射回路和突触形成至关重要的细胞类型中，表明这些基因在神经回路的发展、功能和演化中发挥重要作用。(完)
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