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多年來,人腦一直被比作計算機——但它是一臺沒有線路圖的計算機。研究人員根本不知道大腦中數十億神經元是如何相互連線的,沒有這些資訊,他們就無法完全理解大腦的結構是如何產生感知和行為的。現在,科學家們首次找到了一種追蹤單個神經元與其他細胞之間連線的方法——這一發現最終可能促成大腦佈線的 3D 地圖。
由聖地亞哥索爾克生物研究所的愛德華·M·卡拉威領導的團隊透過改造狂犬病病毒,闡明瞭神經元連線。研究人員去除了病毒中允許病毒在細胞之間移動的蛋白質基因,並讓這種被削弱的病毒感染他們想要研究的每個神經細胞。然後,透過將病毒基因插入這些神經元,他們使每個腦細胞都製造出缺失的蛋白質,從而恢復了病毒移動到直接連線細胞的能力。從那裡,病毒無法進一步傳播,因為其新的神經元宿主不產生這種重要蛋白質。在幾天之內,熒光染色的病毒就建立了一個發光的地圖,顯示單個神經元的每個連線。
卡拉威說:“神經迴路是所有複雜神經功能的基礎。” “不瞭解迴路,就無法瞭解大腦是如何工作的。” 儘管每個大腦都具有因個體經驗而產生的不同突觸連線,但研究人員相信他們將能夠識別出常見的迴路,並最終弄清特定神經元通路的功能。該團隊希望在幾個月內開始對活體動物進行研究,並開始構建“小鼠大腦的精確佈線圖”。