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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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【科技日報】二○二○年我國將繪成斑馬魚全腦介觀圖譜

2018-05-03 科技日報 張佳星
【字體:

語音播報

  “到2020年完成有20萬個神經元的斑馬魚全腦介觀圖譜的繪制。”5月2日,香山科學會議召開“全腦介觀神經聯(lián)接圖譜”國際合作計劃特別會議,中國科學院外籍院士、中國科學院神經科學研究所所長蒲慕明介紹,中國科學家將從模式動物斑馬魚入手從全腦尺度上解讀腦工作原理,利用期間形成的腦科學研究技術,進一步于2030年完成獼猴全腦介觀圖譜。

  “介觀”介于“宏觀”和“微觀”之間,研究納米、微米級別的神經元細胞的類型和活動?!鞍唏R魚全腦介觀圖譜不只要繪制20萬個神經元的位置,還要完成神經元細胞的分類,并確定幾百種神經元細胞的輸入和輸出活動,每個種類完成至少10個腦活動的追蹤?!逼涯矫髡f??梢岳斫鉃椋嫵錾窠浽植紙D、確定“角色”(哪些管運動、哪些管情感、哪些管思考)、確定動作或情感與神經元“輸入”“輸出”的對應關系。

  “介觀全腦活動數(shù)據(jù)量巨大,以50納米為層高邊切片邊掃描,完成1立方毫米的鼠腦活動的高效成像、數(shù)據(jù)解析為例,利用現(xiàn)有儀器需要9年時間。”中科院自動化所研究員韓華介紹,為此,他們研究的擁有自主知識產權的高通量電鏡三維影像系統(tǒng)正在逐步提高成像技術和識別算法的速度,做到高精、快速。利用該平臺,中科院神經科學研究所研究員杜久林團隊完成了大腦體積約為0.5立方毫米的幼齡斑馬魚全腦神經聯(lián)接圖譜的繪制。

  “我們還能實時捕獲斑馬魚捕食草履蟲時的神經活動,”杜久林說,這突破了兩個此前的限制,一是全腦所有神經元活動的追蹤、二是研究對象是清醒的斑馬魚而非標本?!跋乱徊?,我們將研究神經環(huán)路和功能的對應關系?!?/p>

  斑馬魚之外,更復雜的鼠腦、獼猴腦的圖譜繪制工作在同步推進。華中科技大學副校長駱清銘團隊利用歷時16年完成的顯微光學切片斷層成像技術,已獲得小鼠全腦及細胞構筑、血管網絡和神經元形態(tài)的三維重建圖譜。今年1月中國誕生的體細胞克隆猴,被視為明確所有基因序列、能實施可探測標記的全腦圖譜繪制的實驗樣本。

  人腦研究全球仍未“破冰”,停留在腦區(qū)的宏觀層面。2018年,北京大學發(fā)布了基于高質量大樣本的中國人腦精細結構模板,使得中國人腦的研究無需基于西方人的結構模板?!岸鄠€中國醫(yī)生的臨床研究表明,中國人腦的語言區(qū)與西方國家發(fā)布的結構模板非常不同,不能照搬?!北本┐髮W教授高家紅說。

 ?。ㄔd于《科技日報》 2018-05-03 03版)

打印 責任編輯:侯茜

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