神經科學家對單個神經元如何運作了解很多，但對大量神經元如何協同工作以產生思想、感覺和行為卻知之甚少。他們需要大腦的線路圖——稱為連線組——來識別構成該器官功能的迴路。
現在，冷泉港實驗室的研究人員及其同事開發了一種創新的大腦 mapping 技術，並在短短三週內用它追蹤了小鼠大腦主要視覺區域中近 600 個神經元發出的連線。這項技術未來可能用於幫助理解被認為與非典型大腦連線有關的疾病，例如自閉症或精神分裂症。
該技術的工作原理是用遺傳“條形碼”標記細胞。研究人員將病毒注入小鼠大腦，病毒在那裡指導細胞產生隨機的 30 個字母的 RNA 序列（由核苷酸“字母”G、A、U 和 C 組成）。細胞還會產生一種與這些 RNA 條形碼結合的蛋白質，並將它們拖到每個神經元輸出線或軸突的長度。研究人員隨後將小鼠大腦解剖成目標區域，並對每個區域的細胞進行測序，使他們能夠確定哪些標記的神經元連線到哪些區域。
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該團隊發現，小鼠初級視覺皮層中的神經元通常將輸出傳送到多個其他視覺區域。它還發現，大多數細胞根據它們連線到的區域——以及區域的數量——分為六個不同的組。這一發現表明，小鼠初級視覺皮層中存在執行不同功能的神經元亞型。“因為我們有如此多的神經元，我們可以進行統計分析並開始理解我們看到的模式，”冷泉港實驗室的 Justus Kebschull 說，他是這項研究的共同主要作者，該研究於 4 月發表在《自然》雜誌上。
條形碼方法代表了連線組 mapping 的一次重大飛躍。瑞士巴塞爾分子和臨床眼科研究所的神經科學家 Botond Roska 說，僅用 30 個核苷酸，研究人員就可以生成比大腦中神經元更多的獨特序列，他沒有參與這項工作：“我預測，隨著這項技術的成熟，它將成為我們分析大腦連線的關鍵方法。”