本報訊 (記者王 丹)日前,,中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所郭愛克教授領(lǐng)銜的課題組,,開創(chuàng)性研制出新型神經(jīng)細(xì)胞雙色鈣成像技術(shù),用于解密人類“智力藍(lán)圖”,。該研究論文今年7月1日在線發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》上,。
人類大腦約有1千億個神經(jīng)細(xì)胞,形成具有1015聯(lián)結(jié)數(shù)的復(fù)雜神經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),,這一復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是人類智力產(chǎn)生的基礎(chǔ),。因此,腦功能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)圖譜被視為人類的“智力藍(lán)圖”,,是腦科學(xué)研究面臨的重大挑戰(zhàn),。而當(dāng)前在研究中存在兩大瓶頸問題,一是為了能記錄活體狀態(tài)下所有神經(jīng)細(xì)胞的電活動,,必須研發(fā)出能反映電活動的非侵入性微探針,,在記錄大量神經(jīng)細(xì)胞電活動的同時,,又有足夠的時間和空間分辨率;二是目前還不能支持這樣海量數(shù)據(jù)的解讀,,難以從中提取有關(guān)大腦工作的原理和規(guī)律信息,。
郭愛克研究小組獨辟蹊徑,研制了一種新型神經(jīng)細(xì)胞雙色鈣成像技術(shù),,用于研究神經(jīng)元之間,、突觸前與突觸后之間在結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)和功能上的相互關(guān)系,并利用該項技術(shù)揭示了果蠅嗅覺感知過程中氣味選擇性的編碼機制等,。
今年2月,,美國提出“腦活動圖譜計劃”,目標(biāo)是做出活體狀態(tài)下大腦內(nèi)“每一個神經(jīng)細(xì)胞上的每一個電脈沖”圖譜,。中國科學(xué)院于2012年11月啟動“腦功能聯(lián)結(jié)圖譜”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項,。后者與前者的主要區(qū)別在于,有所選擇地描述各腦區(qū)特殊種類神經(jīng)細(xì)胞群之間有功能的聯(lián)結(jié)和運作,,同時選擇感覺,、情緒等幾種重要的腦功能,力求完整地描述在正常生理狀態(tài)和病理狀態(tài)下,,上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的構(gòu)造和運作機制,。郭愛克研究團隊提出的新型神經(jīng)細(xì)胞雙色鈣成像技術(shù),將可廣泛應(yīng)用于多種神經(jīng)聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò),,以獲取執(zhí)行特定腦功能相關(guān)腦結(jié)構(gòu)所有神經(jīng)細(xì)胞電活動的動態(tài)信息,,為最終完成繪制人類“智力藍(lán)圖”奠定了基礎(chǔ)。