脑图谱：雄心勃勃的研究可能会带来对痴呆症的新认识

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华盛顿——通过比以往更详细地在细胞水平上检查人类大脑，科学家们已经识别出大量的细胞类型——超过 3,300 种——分布在我们最复杂的器官中，创建了一个可能有助于确定神经系统细胞基础的图谱。疾病。 并促进新的治疗方法。

周四公布的这项雄心壮志还研究了人类和其他灵长类动物（黑猩猩、大猩猩、恒河猴和猿）大脑之间的相似之处和差异，强调了一些将我们与进化亲属区分开来并使我们真正成为人类的因素。

这项工作发表在《科学》和另外两本期刊上的 21 项研究中，并得到了美国政府 BRAIN Initiative 细胞计数网络联盟的支持。

人脑的功能（感知、运动、阅读、写作、说话、思考等）及其细胞多样性都很复杂。

神经细胞 – 或神经细胞 – 是大脑的基本单位，接收感觉输入，向肌肉传递命令并沿途传输电信号。 大脑由大约 1000 亿个神经元以及大量非神经元细胞组成。 所有这些都被组织成数百个不同的大脑结构，控制着一系列功能。

该研究确定了 3,313 种细胞类型，比之前已知的细胞类型多了近 10 倍，还确定了每种细胞类型使用的全套基因，同时绘制了它们在大脑中的区域分布图。

研究人员之一、西雅图艾伦脑科学研究所的神经科学家埃德·林（Ed Lin）说：“整个脑细胞图谱为我们作为人类所能做的一切提供了细胞基础。”

林说，不同的细胞类型具有不同的特征，并且在疾病中可能受到不同的影响。

令人惊讶的是，细胞多样性集中在大脑进化较老的部分——中脑和后脑——而不是新皮质，而新皮质负责更高的认知功能，包括学习、决策、感官知觉、记忆和语言。

与大脑相关的疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症，是最无法治愈的疾病之一。

林说：“大多数脑部疾病仍然无法治愈，甚至无法治愈，这本图谱应该作为加速了解疾病详细细胞基础和针对未来几代疗法的进展的基线。”

研究人员绘制了与阿尔茨海默病（最常见的痴呆症）以及各种神经和精神疾病（包括精神分裂症、双相情感障碍和重度抑郁症）相关的基因开关和脑细胞类型。

他们证实了小胶质细胞（大脑中的一种免疫细胞）与阿尔茨海默病之间的联系，并揭示了大脑中某些类型的神经细胞与精神分裂症之间的联系，精神分裂症是一种以脱离现实为特征的严重精神疾病。

此外，研究人员还通过比较人类和黑猩猩和大猩猩等进化近亲的颞叶皮层（与语言理解以及其他高级认知功能相关的新皮层区域）来寻找人类特有的特征。

虽然细胞组织相似，但人们发现一些基因在人类中的功能与其他两个物种不同，其中包括一些涉及神经通讯的基因。

艾伦研究所的神经科学家特里格维·巴肯 (Trygve Bakken) 表示：“这意味着人类皮质神经元的特化加速，这可能会导致皮质回路功能和我们独特的认知能力的差异。”

林补充说，与黑猩猩和大猩猩相比，人类某些细胞类型中发生的这些分子修饰可能会影响它们“如何连接在一起——或者这些连接的灵活性——并且可能是人类大脑与众不同的重要组成部分。”

科学家们预计大脑研究还有很长的路要走。

另一位研究人员、加州大学圣地亚哥分校表观遗传学中心主任任平说：“我们才刚刚开始确定人类大脑的复杂性。” “需要做更多的工作才能充分理解大脑结构和功能的多样性、多样性和功能。”

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