蒲慕明院士展望：非人灵长类“全脑细胞图谱”有望三年内绘制完成

脑科学研究认为人脑这个“三磅宇宙”由三部分构成，分别是：控制理智的大脑皮层组成的“理智脑”、控制情绪的皮层下组织组成的“情绪脑”和控制本能的脑干与脊椎组成的“爬行（原始）脑”。今年7月，由上海科研团队领衔，中外联合研究团队获得了较为完整的世界首套猕猴全脑皮层的单细胞及空间转录组数据，这意味着非人灵长类动物的“理智脑”介观细胞图谱诞生。详情请见： Cell：世界首套单细胞分辨率的猕猴大脑皮层细胞空间分布图谱发布，已开放数据资源库

图1.总体实验设计。利用Stereo-seq技术采集了3只猕猴左半脑的161张厚度为10微米的空间转录组数据。同时利用显微切割结合单细胞核转录组测序技术了获得了百万级别的猕猴大脑皮层单细胞转录组数据。通过单细胞转录组和空间转录组整合分析，绘制了食蟹猴大脑全皮层的三维单细胞空间分布图谱。

在前几日举行的首届金砖国家神经科学研讨会上，上海市市级科技重大专项首席科学家、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任、上海脑科学与类脑研究中心（简称“上海脑中心”）主任、中国科学院院士蒲慕明透露，依靠我国自主研发的超高精度大视场空间转录组测序技术，猕猴“情绪脑”的单细胞及空间转录工作正在进行中，预计工作量是“理智脑”的5倍，非人灵长类“全脑细胞图谱”有望三年内绘制完成。

图2  蒲慕明院士在首届金砖国家神经科学研讨会上发言

脑细胞分类是脑科学近五年来最大突破

“时空组学技术的出现是生物学领域一个重大进展，由其带来的脑细胞分类更是近五年来脑科学领域发生的最大突破。”蒲慕明说，研究大脑这样的复杂结构系统，弄清神经细胞之间的空间位置和连接关系尤为重要。从某种程度来说，知道了神经细胞之间是如何连接以及各自的功能是什么，就可以解答神经网络处理信息之谜。

时空组学技术近年来得到飞速发展，在《自然》杂志及其子刊推选出的“最有价值的年度技术”中，2018年的“单细胞转录组技术”、2019年的“单细胞多组学技术”以及2020年的“空间转录组技术”均榜上有名。通过它们，科学家们得以知晓单细胞的空间位置信息，从而通过基因表达来确定它们是什么类型，进而了解它们之间的联接结构和基于各种特异联接所产生的功能。详情请见：Cell专题：华大Stereo-seq系列成果发布，揭秘超高分辨率生命全景时空图谱

人脑这道“超级复杂题”需要人类携手破题

目前，欧美国家的脑科学研究更偏重药物研发，绝大多数临床前研究使用的仍是小鼠模型。为更全面拓展脑科学认知，上海脑中心发起举办金砖国家神经科学研讨会。

此次研讨会邀请了巴西、俄罗斯、印度、中国、南非的24位神经科学家，围绕脑功能、脑图谱、比较神经科学、睡眠调控等脑科学研究新领域、新技术进行学术交流，许多人的研究方向令人人耳目一新。

图3 首届金砖国家神经科学研讨会在上海召开

事实上，想要破解人脑这道“超级复杂题”，多元化参与、多元化探索至关重要。蒲慕明透露，目前中国脑计划支撑了全国30多家单位、300多家实验室参与脑科学、脑疾病和类脑人工智能的研究。（“中国脑计划”：向最后的前沿进发 | 央视对话）

同时，上海脑中心创新性地推出“求索杰出青年计划”，即不改变申请者的人事关系，在原有单位科研经费上做加法，每人每年可最高获得100万元的科研经费增量。目前，已有80多个青年科技项目获得了该计划的支撑。（资助超3亿！上海脑中心发布 “求索杰出青年”计划）

脑科学作为生命科学最尖端、最前沿的领域，是人类最难攻克的“科学堡垒”之一，理应由人类携手攀登。本次研讨会结合各国优势领域与合作方向，探讨了成立脑科学联盟的可行性，为发起“全脑介观神经联接图谱”大科学计划奠定基础。

来源：brainnews