小鼠大腦的全新發光影像代表了迄今為止對哺乳動物大腦皮層最全面的 mapping。
研究人員使用熒光注射技術，追蹤了小鼠大腦皮層區域之間的連線，大腦皮層是大腦最外層、皺褶的層。
該專案非常重要，因為小鼠大腦的結構基本上與其他哺乳動物的大腦（包括人類的大腦）相似，南加州大學的神經科學家、研究負責人董洪偉說。瞭解健康的大腦結構如何來回交流應該有助於研究人員弄清楚如何在出現問題時修復問題。[大腦內部：穿越時光的影像]
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董告訴 Live Science：“我們的最終目標實際上是瞭解所有這些神經或神經精神疾病中發生了什麼，例如自閉症或精神分裂症。”
繪製大腦地圖
神經科學家越來越關注大腦區域如何連線以解釋行為、認知甚至疾病。在之前的研究中，研究人員透過彙集數千項關於大腦小部分的獨立研究，為大鼠和靈長類動物構建了大腦地圖。然而，董和他的同事所做的是收集了大量的資料。他們的地圖僅基於同一年齡的雄性小鼠，並且比早期的方法提供了更多的細節。
董說：“我們的優勢在於我們收集了大量資料，然後我們可以系統地分析它們。”
研究人員在 300 個小鼠大腦中的每個大腦的兩個位置注射了熒光分子。這些示蹤劑沿著神經元連線傳播，顯示哪些腦細胞網路正在向何處傳送訊號，以及哪些網路正在回應。
USC 神經科學家 Houri Hintiryan 是該研究的共同負責人，與董一起說道：“注射部位的示蹤劑會告訴你該結構投射到哪些區域，以及哪些區域投射回該結構。” Hintiryan 告訴 Live Science，捕獲傳入和傳出訊息在科學上是有用的，並且允許研究人員使用更少的小鼠。
邏輯組織
示蹤劑揭示了大腦皮層中系統化的組織。
Hintiryan 說：“大腦不是隨機連線在一起的。” “它的組織具有特定的邏輯。”
董說，小鼠大腦皮層分為四個軀體感覺運動子網路、兩個內側子網路和兩個外側子網路。軀體感覺運動子網路各有其功能，這是根據它們的連通性確定的：一個控制面部運動，一個控制上肢，一個控制下肢，一個控制鬍鬚。
內側子網路之所以如此命名，是因為它們位於大腦的中線，似乎整合了外部資訊，例如來自眼睛和耳朵的資訊。外側網路之一處理來自身體本身的感官資訊，包括飢餓、寒冷和疼痛等感覺。最後一個外側網路似乎是一個非常複雜的中心，來自整個大腦皮層的資訊在此匯聚。
研究人員在 www.mouseconnectome.org 上免費線上提供他們的地圖，他們計劃對大腦的其餘部分進行類似的工作。處理即使是小鼠大腦產生的大量資料也是一個挑戰，因此他們也希望開發更好的工具來應對。
該專案可能會為奧巴馬總統於 2013 年 4 月啟動的大規模 BRAIN 計劃提供資訊，該計劃的目標是瞭解人類大腦網路的功能。Hintiryan 說，在研究了正常小鼠的大腦連線後，研究人員可以將健康小鼠大腦內的連通性與患有齧齒動物版本的阿爾茨海默病、亨廷頓病和其他神經系統疾病的小鼠的大腦連通性進行比較。
這些發現今天（2 月 27 日）線上發表在《細胞》雜誌上。
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