中新网北京11月6日消息,国际顶级期刊《自然》杂志在北京时间6日凌晨推出了一组神经科学领域的重磅研究。由孙自法报道,《自然》把美国“脑计划”(BRAIN)旗下的细胞网络图谱(BICAN)项目成果集结在一起,让大家看到了哺乳动物大脑发育过程的初步面貌。这些数据综合了单细胞测序和空间成像的技术,把脑细胞在成长中如何产生、分化和组织的故事给讲清楚了,为搞清楚某些精神疾病的根源提供了新的视角。 人类的大脑里藏着成千上万个不同类型的细胞,要把它们变活全靠复杂的发育过程。这事儿想弄明白挺难,因为好多关键步骤在早期阶段根本没法直接观察,再加上细胞状态变化太快也让人难以捕捉。不过这两年技术进步了,科学家们用上了单细胞组学和影像学的新工具,这才把那些动态的变化给精确抓了下来。 BICAN研究组用的是很高级的遗传学和计算工具,他们一路追根溯源,搞清楚了干细胞是怎么变出各种神经元和胶质细胞的,还有基因在发育过程中是怎么调控的。更有意思的是他们发现环境因素也会影响脑细胞最终的身份。研究人员还揭示了一个重要规律:细胞类型并不是按固定的时间表出现的,而是像波浪一样重叠涌现。有些发育程序到了成年期甚至在生病的时候还能重新启动。这次研究发现了一种跟胶质母细胞瘤(一种脑癌)有关的祖细胞,也找到了精神障碍遗传风险集中出现的特定时间窗口。 施普林格·自然给这篇论文配了一张封面图来展示成果。同行专家在评论里说,BICAN项目把原先那些静态的细胞分类图变成了大脑发育的动态故事。这些数据以后肯定有用处,因为只有找到那些关键的发育窗口期和对应的基因表达谱,才能搞清楚神经回路是怎么组装起来的,或者说某些疾病是怎么一步步找上门来的。 研究团队指出,这次公布的论文数据集给画一幅完整的脑发育大图打下了坚实基础。这些发现说不定能帮科学家锁定自闭症和精神分裂症到底是在哪个时候、哪个地方出了岔子。也可以用来改进实验室里的大脑类器官模型设计,甚至有可能给设计治疗药物提供线索。 他们也承认还有很多难题没解决:比如要想把大脑里所有的区域都取样全面;还有各种复杂的数据怎么整合到一起也是个挑战。但团队还在继续努力填坑,希望能把这副关于脑发育的完整图景给呈现出来。