在三本期刊上发表的 24 篇论文中，一个国际科学家联盟刚刚公布了人类和灵长类动物大脑的极其详细的细胞图谱。这项庞大的工作是一个目标更为深远的项目的一部分，可能成为新一代精神和神经疾病治疗方法的门户。
什么是细胞图谱？
在我们深入研究这些新细胞图谱的惊人细节水平之前，我们需要了解它到底是什么。
细胞图谱是组织、器官或整个生物体内所有不同类型细胞的地图。这个想法类似于大型基因图谱计划背后的灵感，例如人类基因组计划– 为了了解生物体如何运作、如何出错以及出错时如何治疗，我们需要全面了解生物体的组成。
自 2003 年第一个人类参考基因组公布以来，技术突飞猛进。就在今年，我们见证了有史以来第一个，旨在整合我们整个物种的多样性，以及期待已久的。
说到细胞图谱，这些新发布并不是第一次。国际上正在努力绘制人类细胞类型的多样性，以创建2020 年，中国科学家详细描述了所有，这项工作迈出了一大步。
其他生物的细胞图谱也在研究项目中被创建出来，这些研究项目取得了突破性的成果，从更好地理解，令人惊讶的是。
这个项目的目标是什么？
刚刚发表的一系列论文的研究得到了美国国立卫生研究院 (NIH) 的 BRAIN Initiative® 项目的支持。通过该项目，NIH 向一个名为BRAIN 计划细胞普查网络（BICCN）。
BICCN 的目标是让我们更多地了解大脑中的多种细胞类型以及它们在三维空间中的排列方式。为了实现这一目标，他们利用了以前只在动物模型中使用过的先进技术。
你可能会认为，我们已经很清楚自己的大脑在想什么，因为现在有先进的大脑成像技术，以及尖端的和神经系统。但中枢神经系统继续让我们感到惊讶——就在上个月，一项研究报告了脑细胞。
美国国家心理健康研究所所长乔舒亚·戈登博士在一份报告中表示：“绘制大脑细胞图谱是了解这一重要器官在健康和疾病中如何运作的关键一步。”陈述“这些新的人类大脑和非人类灵长类动物大脑的详细细胞图谱为设计针对与脑部疾病相关的特定脑细胞和回路的新疗法提供了基础。”
这 24 份文件涵盖了哪些内容？
这项工作的规模意味着参与的众多国际团队的所有不同研究成果都被分成多篇科学论文，发表在三种期刊上。
在一个介绍在《科学》杂志的论文集中，高级编辑 Mattia Maroso 解释了这项研究如何分为五大主题：
- 人类大脑的单细胞图谱——深入了解人类大脑中所有细胞类型的内部运作，包括它们表达的所有 RNA 分子和任何表观遗传修饰。
- 非人类灵长类动物大脑的单细胞图谱——如上所述，但针对的是狨猴和猕猴。
- 比较单细胞分析——观察人类和灵长类动物大脑之间的相似点和差异点。
- 对人类和灵长类动物大脑发育的单细胞分析。
- 描述活体人类脑组织中每种细胞类型的解剖结构和功能，并将其与啮齿动物模型进行对比。
有这么多新发现需要探索，很难知道从哪里开始。艾伦脑科学研究所高级研究员埃德·莱恩也表达了同样的看法，他的组织参与了其中八篇论文的工作。在接受采访时，当被问及其中的亮点时，技术网络”Lein 回答说：“挑选自己最喜欢的孩子真的很难！”
其中两项主要成果来自瑞典卡罗琳斯卡医学院的团队与国际合作者共同取得。
分子系统生物学教授 Sten Linnarsson 在一篇论文中表示：“我们创建了最详细的成年人脑细胞图谱，以及妊娠头几个月的脑发育图谱。”陈述“你可以说我们进行了某种脑细胞普查。”
另一项研究发表在《科学进展》上，由麻省总医院的一个团队领导，绘制了布罗卡区高分辨率地图，布罗卡区是大脑皮层中与语言密切相关的区域。陈述研究人员解释了他们开发的技术现在可以如何用于以前所未有的细节研究大脑的任何部分。
与此同时，索尔克研究所的研究人员发表了他们的研究成果，该研究采用了一种从未在人类身上使用过的技术，根据细胞独特的 DNA 甲基化模式为细胞创建“条形码”。
“从小鼠到人类，这是一个巨大的飞跃，同时也带来了一些我们必须克服的技术挑战，”联合首席研究员玛格丽塔·贝伦斯 (Margarita Behrens) 在一份声明中表示。陈述“但我们能够运用在小鼠身上发现的东西，并且仍然可以在人类大脑中获得非常高质量的结果。
所有这些只不过是该项目产生的大量新信息的一小部分。
按照 BICCN 的初衷，这些论文中包含的大部分数据将免费提供给世界各地研究各种问题的科学家。那么，未来我们可能会从这项工作中看到哪些类型的进展呢？
细胞图谱有何用途？
除了研究结果之外，开展所有这些研究的过程本身也为科学界带来了重要的新知识。正如我们之前提到的，这些研究中开发的许多技术以前从未在人类身上使用过，因此这一系列论文也可以看作是一个闪亮的新神经科学工具箱。
更好地了解大脑的细胞组成有望带来新的、更好的治疗方法和疾病。
人类大脑细胞图谱的出现有可能显著改变神经科学家的工作方式。
Sandra Jurado 博士（CSIC-UMH，西班牙）
谈到麻省总医院团队创建的高分辨率模型，联合资深作者 Bruce Fischl说“这些进展将帮助我们了解我们知之甚少的人类大脑中观结构。这些结构太大、几何形状太复杂，无法通过观察标准显微镜上的二维切片进行分析，但又太小，无法在活体人类大脑中常规看到。”
“目前，我们还没有针对这种空间尺度的大脑结构的严格规范标准，因此很难量化可能影响大脑的疾病的影响，例如癫痫、自闭症和阿尔茨海默病。”
同样，索尔克研究所团队的 Joseph Ecker 教授著名的：“我们希望在整个生命周期中全面了解大脑，以便我们能够准确地确定疾病发生的时间、方式和细胞类型，并有可能预防或逆转这些有害的变化。”
这项研究的潜在影响已经被更广泛的研究人员感受到，这些研究人员并没有直接参与这项研究。神经科学家桑德拉·朱拉多告诉科技网络：“人类大脑细胞图谱的出现有可能显著改变神经科学家的工作方式，为他们提供有关大脑细胞和分子组成的大量有价值的信息。”
这一系列论文虽然取得了杰出的成就，但实际上只是一个开始。有了这个基础，就可以真正开始编写完整参考图集对人类大脑的整个生命周期来说。
我们之前在人类基因组计划中看到，自从第一个里程碑实现以来，更大的进展不断涌现。没有理由认为人类脑细胞图谱不会有同样的结果。考虑到人类脑细胞图谱的巨大负担，对于全球卫生系统来说，这一令人印象深刻的科学合作壮举来得正是时候，而且迫切需要。
