摘要:想象一下,当你看电影时,大脑里正上演着一场比电影更精彩的"神经元灯光秀"。最近,科学家们成功录制了这场秀的"全场录像",还画出了所有演员的"社交关系网"!
想象一下,当你看电影时,大脑里正上演着一场比电影更精彩的"神经元灯光秀"。最近,科学家们成功录制了这场秀的"全场录像",还画出了所有演员的"社交关系网"!
这项突破性研究做了什么?
给神经元拍"工作照":让小鼠看各种电影和图案,同时用高科技显微镜记录7.5万个神经元的"工作状态"(钙信号变化)。
绘制超精细3D地图:用电子显微镜把小鼠脑组织切成2.7万片(比A4纸薄500倍),拍下每张切片的纳米级照片,最终合成一个包含5亿个神经连接的立体地图。
给细胞办"身份证":不仅区分了兴奋型、抑制型神经元,还识别了胶质细胞等"后勤人员",甚至画出了每根神经纤维的"交友关系"。
发现了什么有趣现象?
不同脑区的神经元会像接力赛一样处理视觉信息
某些抑制性神经元像"交通警察",专门阻止特定信号传递
兴奋性神经元在区域内外的"社交方式"有固定规律
为什么这项研究了不起?
就像第一次同时获得城市的卫星热力图(显示哪里人多)和地下管网图(显示道路连接),过去科学家只能分开研究大脑的"活动"和"结构",现在终于能看清两者如何配合。
技术有多牛?
数据量相当于200万部高清电影
切片的连续性能做到99.9%完整(比人类头发还薄的切片连续切2.7万次)
人工智能自动识别神经连接的准确率超96%
未来应用展望:
这项"大脑谷歌地图"将帮助:
研发更精准的脑机接口
理解自闭症等疾病的神经机制
启发新一代人工智能的架构设计
追踪75万市民每天的活动轨迹(功能成像)
同时测绘所有道路、电话线、下水道(电镜重建)
还要搞清楚谁给谁打电话(突触连接)
——所有这些工作都在1立方毫米的"脑区城市"中完成(约半粒芝麻大小)!
来源:脑科学世界一点号