大型科學專案的待辦事項清單中，一項重要任務是為人類大腦設計佈線圖。其 1000 億個神經元以及這些細胞之間數千億的連線，使得這一目標以及實現它的具體方法都屬於長期目標。然而，第一步是繪製出完整的小鼠大腦圖。
位於紐約長島的冷泉港實驗室 (CSHL) 的科學家已經開始公開小鼠大腦回路的詳細影像，於 6 月 1 日釋出了大約 500 TB 的首批資料。這項名為“小鼠大腦結構專案 (MBA)”的研究的目標是繪製出完整的齧齒動物大腦佈線圖，這將是首次對脊椎動物大腦回路進行此類繪圖。
美國國家藥物濫用研究所的遺傳學和分子神經生物學研究主管喬納森·波洛克說：“目前對大腦回路的瞭解還不完整。由於缺乏對神經迴路的瞭解，科學界認識到需要繪製宏觀、中觀和微觀尺度的大腦圖。”
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MBA 補充了其他工作，例如美國國立衛生研究院的人類連線組專案和艾倫腦連線圖譜。波洛克說，由於小鼠是哺乳動物遺傳學的一般模型，因此獲得的知識可能有助於研究阿爾茨海默病、自閉症、精神分裂症、抑鬱症和成癮等疾病。近年來，專注於哺乳動物大腦的研究人員使用電子顯微鏡非常關注單個突觸，即神經元之間的連線點。這種方法過於複雜，目前不適用於整個小鼠大腦。
“我想要一種可以實際研究整個神經系統結構的方法。我們的專案利用示蹤劑注射來描繪整個大腦的佈線圖，” CSHL 的生物物理學家、該專案負責人帕爾塔·米特拉說。
CSHL 的研究人員使用四種注射示蹤劑來描繪電路。其中兩種是“經典”示蹤劑：霍亂毒素亞單位 B 和生物素化葡聚糖胺。此外，還有兩種病毒示蹤劑：腺相關病毒和狂犬病病毒的修飾版本。
該專案產生小鼠大腦切片的高畫質晰度影像（每個影像大約有 10 億畫素）。每個大腦都以大約 500 張影像表示，每張影像都顯示透過 20 微米厚的腦組織切片的光學切片。從網際網路上公開的其他資料來源的資訊被新增到影像中，所有資訊都可供神經科學家以及感興趣的公眾人士在 http://mouse.brainarchitecture.org 上獲取。該網站可以用作“虛擬顯微鏡”，以觀察小鼠大腦內部，並能夠放大以顯示單個神經元及其過程。使用者可以訪問多解析度檢視器，該檢視器允許他們從每個大腦的前部到後部進行檢視，並以 3D 形式跟蹤實際的神經元通路。
米特拉說，其目的是與社群分享資料，類似於斯隆數字巡天調查的天文學資料公開的方式。“我來自物理學背景，在物理學中，透過預印本存檔 (arXiv) 在出版之前公開分發結果長期以來一直是標準做法，並且早於當前開放獲取期刊的增長，”他說。因為在期刊上發表一篇論文可能需要幾個月甚至幾年的時間，所以他更喜歡一種方法，即“透過在網上釋出資料和結果，科學交流可以更加直接和快速”。
米特拉的團隊計劃提供教程材料，讓任何好奇的人都能在網站上使用資料。他們目前已經發布了一個關於主要大腦通路的教程，使用了網站上展示的其中一個髓鞘染色的大腦。“這是思考大腦整體連線結構的一個很好的切入點，”米特拉說。“在文藝復興時期，”他指出，“藝術家們對解剖學進行了詳細的研究，他們之所以能夠做到這一點，是因為這些結構是肉眼可見的。神經元並非如此；然而，透過我們提供的虛擬顯微鏡，即使是外行人也應該能夠進行一定程度的神經解剖學研究。我們將致力於進一步實現這一目標的工具。”
首次釋出的資料包括 100 次注射的資料。每週都會新增更多資料。“我們現在正在滾動釋出大腦資料。” 米特拉說，他們已經完成了一半，但很難知道需要多少次注射，因為“小鼠大腦顯示出個體差異，因此建立對差異的統計描述將需要多次重複。由於沒有人嘗試過這樣做，我們不知道需要重複多少次。”
科學家們的資金支援將持續到 2014 年，米特拉說，他們預計屆時將擁有齧齒動物中尺度大腦連線圖的“合理初稿”。
麻省理工學院皮考爾學習與記憶研究所的神經科學家凱瑟琳·羅克蘭稱讚了這種方法。“作為長距離連線和大腦結構的學習工具，這非常棒——它是虛擬顯微鏡、百科全書和公共論壇的結合，鼓勵評論和對話。”