一個國際科學家聯盟剛剛在三份期刊上發表了 24 篇論文，公佈了極其詳細的人類和靈長類大腦細胞圖譜。 這項艱鉅的工作是一個具有更深遠目標的計畫的一部分，可能成為新一代精神和神經疾病治療方法的大門。
什麼是細胞圖譜？
在我們深入研究這些新細胞圖譜中令人難以置信的細節之前，我們需要先了解它到底是什麼。
細胞圖譜是組織、器官或整個生物體內所有不同類型細胞的圖譜。 這個想法類似於大型基因圖譜計劃背後的靈感，例如人類基因組計劃？ 為了了解生物體如何運作、如何出錯以及出錯時我們如何處理它們，我們需要全面了解它們的組成部分。
自 2003 年第一個人類參考基因組公佈以來，科技突飛猛進。 就在今年，我們看到了有史以來第一個的發布，它試圖整合我們整個物種的多樣性，以及期待已久的完整序列。
就細胞圖譜而言，這些新版本並不是第一個。 國際上正在努力繪製人類細胞類型的多樣性圖譜，以創建。 2020年，中國科學家詳解了所有生物的細胞組成，這項工作向前邁出了一大步。
研究計畫中也創建了其他生物體的細胞圖譜，這些計畫透過更了解，令人驚訝的是。
該專案的目標是什麼？
剛發表的這組論文的研究得到了美國國立衛生研究院 (NIH) 名為 BRAIN Initiative® 的計畫的支持。 透過這種方式，美國國立衛生研究院向一個名為“BRAIN 計畫細胞普查網絡（BICCN）。
BICCN 的目標是增加我們對大腦內多種細胞類型以及它們如何在 3D 中組織的了解。 為此，他們利用了以前僅在動物模型中真正使用過的先進技術。
您可能認為，鑑於現在可用的複雜的大腦成像技術以及尖端技術，我們已經對我們的大腦內部發生的事情有了很好的了解。和神經科的。 但中樞神經系統繼續帶給我們驚喜嗎？ 就在上個月，一項研究報告了一項的腦細胞。
「繪製大腦細胞圖譜是了解這一重要器官在健康和疾病中如何發揮作用的關鍵一步，」 美國國家心理健康研究所所長約書亞·A·戈登 (Joshua A. Gordon) 博士在一份報告中說道陳述。 “這些新的人類大腦和非人類靈長類動物大腦的詳細細胞圖譜為設計新療法奠定了基礎，這些新療法可以針對與大腦疾病有關的特定腦細胞和迴路。”
這24篇論文涵蓋了哪些內容？
這項工作的規模意味著許多國際團隊的所有不同研究成果都被分成許多科學論文，在三種期刊上發表。
在一個介紹在《科學》雜誌上的收藏中，資深編輯 Mattia Maroso 解釋了該研究如何分為五個主要主題：
- 人腦的單細胞圖？ 深入研究人類大腦中所有細胞類型的內部運作，包括它們表達的所有 RNA 分子以及任何表觀遺傳修飾。
- 非人靈長類大腦的單細胞圖譜？ 如上所述，但在狨猴和獼猴中。
- 比較單細胞分析 ? 研究人類和靈長類大腦之間的相似點和差異。
- 對人類和靈長類大腦發育的單細胞分析。
- 描述活人腦組織中每種細胞類型的解剖結構和功能，並將其與囓齒動物模型進行比較。
有這麼多的新發現需要探索，很難知道從哪裡開始。 艾倫腦科學研究所的高級研究員艾德萊恩（Ed Lein）也表達了同樣的觀點，他的組織參與了八篇論文背後的工作。 當被要求選出採訪中的亮點時科技網路”，Lein回應道，“挑選自己喜歡的孩子真的很難！ ？
其中兩個主要成果來自瑞典卡羅林斯卡學院的團隊與國際合作者的合作。
“我們已經創建了成人大腦和懷孕頭幾個月大腦發育的最詳細的細胞圖譜，” 分子系統生物學教授 Sten Linnarsson 在一份報告中說道陳述。 “你可以說我們已經進行了某種腦細胞普查。”
另一項研究發表在《科學進展》上，由馬薩諸塞州總醫院的一個團隊領導，繪製了布羅卡區的高解析度地圖，布羅卡區是大腦皮質中與言語密切相關的區域。 在一個陳述，研究人員解釋了他們開發的技術現在如何用於以前所未有的細節研究大腦的任何部分。
同時，索爾克研究所的研究人員發表了他們的研究成果，該研究成果使用了一種以前從未在人類中使用過的技術來創建「條碼」。 基於其獨特的 DNA 甲基化模式的細胞。
“這是從老鼠到人類的巨大飛躍，也帶來了我們必須克服的一些技術挑戰，” 聯合首席研究員瑪格麗塔貝倫斯 (Margarita Behrens) 在一份報告中說道陳述。 但我們能夠適應我們在小鼠身上發現的東西，並且仍然可以在人類大腦中獲得非常高品質的結果。
所有這些只是該項目中產生的大量新資訊的一小部分。
根據 BICCN 的最初目標，這些論文中包含的大部分數據將免費提供給世界各地致力於解決一系列問題的科學家。 那麼，未來我們可以從這項工作中看到哪些類型的進展呢？
細胞圖譜可以用來做什麼？
除了所產生的結果之外，進行所有這些研究的過程也為科學界產生了重要的新知識。 正如我們之前提到的，這些研究中開發的許多技術以前從未在人類中使用過，因此這組論文也可以被認為是一個閃亮的新神經科學工具箱。
更了解大腦的細胞組成有望帶來新的更好的治療方法和疾病。
人類腦細胞圖譜的出現有可能顯著改變神經科學家的工作方式。
Sandra Jurado 博士（CSIC-UMH，西班牙）
共同資深作者 Bruce Fischl 談到馬薩諸塞州總醫院團隊創建的高解析度模型說，？ 這些進展將幫助我們了解我們所知甚少的人腦介觀結構。 結構太大且幾何複雜，無法透過標準顯微鏡平台上的二維切片進行分析，但又太小，無法在活人大腦中常規觀察到。
「目前，我們在這個空間尺度上對大腦結構還沒有嚴格的規範標準，因此很難量化可能影響大腦結構的疾病的影響，例如癲癇、自閉症和阿茲海默症。”
同樣，索爾克研究所團隊的 Joseph Ecker 教授著名的：？ 我們希望在整個生命週期中對大腦有一個全面的了解，以便我們能夠準確地找出疾病何時、如何以及哪些細胞類型出現問題？ 並有可能阻止或扭轉這些有害的變化。
沒有直接參與研究的研究人員已經更廣泛地感受到了這項工作的潛在影響。 神經科學家桑德拉·胡拉多(Sandra Jurado) 告訴科技網絡，「人類腦細胞圖譜的出現有可能顯著改變神經科學家的工作方式，為他們提供有關大腦細胞和分子組成的大量有價值的信息。
這本論文集雖然取得了傑出的成就，但實際上只是一個開始。 有了這個基礎，工作就可以真正開始進行完整的參考圖集對於人類大腦的整個生命週期。
我們之前已經在人類基因組計畫中看到，自從實現第一個里程碑以來，更大的進步不斷出現。 沒有理由認為人類腦細胞圖譜的情況不會相同。 考慮到巨大的負擔身為全球衛生系統的代表，這項令人印象深刻的科學合作壯舉來得非常及時，也更加迫切需要。
