我們大多數人很少會想到使用谷歌地圖來檢視一切，從整個大陸的鳥瞰圖到特定街道的實地檢視，所有這些都有仔細的標籤。 感謝本週釋出的數字圖譜，現在人腦也可以實現同樣的功能。
艾倫腦科學研究所（位於西雅圖）的艾德·萊因和同事們建立了一個全面、開放獲取的人腦數字圖譜，該圖譜於本週發表在《比較神經病學雜誌》上。
“本質上，我們試圖做的是為完整人腦的精細解剖結構圖建立一個新的參考標準，”該專案的首席研究員萊因說。“這可能看起來有點奇怪，但實際上，我們在繪製人腦的型別方面缺乏基本的參考材料，而我們在其他生物（如小鼠或猴子）中卻擁有這些參考材料，這在很大程度上是因為人腦的巨大尺寸和複雜性。”
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該專案歷時五年，專注於一位34歲女性的單個健康死後大腦。研究人員從大局出發：他們使用兩種成像技術（磁共振成像和彌散加權成像）對大腦進行了完整掃描，這使他們能夠捕獲整體大腦結構和大腦纖維的連通性。
接下來，研究人員將大腦切成2,716個非常薄的切片，進行精細的細胞分析。他們用傳統的尼氏染色對一部分切片進行染色，以收集有關一般細胞結構的資訊。然後，他們使用另外兩種染色劑選擇性地標記大腦的某些方面，包括細胞的結構元素、白質中的纖維和特定型別的神經元。
研究人員還提取了尼氏染色的切片子集，並用它們對862個不同的腦結構進行編目，包括丘腦和杏仁核的新亞區，以及另外兩個之前僅在非人類靈長類動物中描述過的結構。
建立完整的大腦圖譜的關鍵步驟是將廣泛、高解析度的腦成像資料與詳細的細胞級繪圖相結合，然後研究人員用他們識別出的腦結構對其進行註釋。整個地圖可以在網上找到。萊因解釋說，可以透過入口網站訪問該圖譜，人們可以在那裡“瀏覽它，並從宏觀層面一直移動到細胞層面。”
萊因認為，該圖譜對於神經科學家來說可能是一個特別有價值的工具，他們可以將其用作共同的起點，並根據他們自己劃分大腦的標準添加註釋層。
人腦繪圖一直是神經科學家的目標，他們和我們其他人一樣，都渴望弄清楚我們頭骨內的這種基本組織應該如何劃分，以及不同區域的實際作用是什麼。1909年，德國解剖學家科爾比尼安·布羅德曼使用相同的尼氏染色方法建立了一個細胞尺度的腦圖，這為許多後續的腦圖繪製工作奠定了基礎。
來自人類連線組計劃的研究人員今年早些時候釋出了他們自己詳細的腦圖。他們採用廣泛的方法，彙集了對210名健康成年人進行的多次MRI測量的大腦影像。
然而，對於萊因和他的同事來說，將他們的努力集中在一個大腦上，使他們能夠更詳細地進行工作。
萊因說：“由於這項工作的勞動密集度，它始終存在於單個大腦的尺度上，你會真正全力以赴地試圖瞭解關於那個個體的所有資訊。”
華盛頓大學醫學院的馬修·格拉瑟是人類連線組計劃的一部分，但沒有參與目前的研究，他稱該大腦圖譜“令人印象深刻”，尤其是在神經解剖學層面，但指出可能難以從一個個體中推廣資訊。他說：“挑戰在於將這樣一個經過深入研究的單個大腦與其他人腦聯絡起來。”
儘管如此，這項工作標誌著我們在理解大腦解剖學方面取得了重大進展。萊因說：“對於研究大腦任何部分的人來說，根本沒有完整的人腦地圖作為參考材料，而這是進行研究的完全必要的部分。”