我科学家研发出全脑细胞架构解析平台

记者日前从海南大学获悉，该校校长骆清铭院士团队联合华中科技大学，研发出全脑细胞架构解析平台，能够获取小鼠全脑的连续图像，绘制出20种关键类型细胞的全脑三维分布图，揭示脑区存在精细组织模式及大脑皮层与小脑的神经信号平衡机制。这一突破为全球脑科学研究提供了统一、可靠的研究参考体系，相关研究成果日前发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。

哺乳动物大脑作为自然界最复杂的生物网络系统，其神经元的精准定位与组织模式是构建神经环路、保障大脑正常生理功能的关键。然而长期以来，大脑细胞结构研究受到相关技术限制，对细胞在全脑范围内的空间分布规律、组织模式及功能关联性，始终缺乏系统性的认知。

针对这一瓶颈，骆清铭院士团队成功研发了全脑细胞架构解析平台，整合转基因小鼠模型与荧光显微光学切片断层成像技术，获取了小鼠全脑的连续高分辨率图像，达到了前所未有的清晰度和数据完整性。基于该平台，研究团队绘制完成20种关键类型细胞的全脑三维分布图，实现了对脑内所有单个标记细胞的清晰识别，并将其精准映射到参考脑模板中。

与传统生物学依赖解剖形态观察的研究模式不同，研究团队创新性地融入生物信息学分析方法，借助高分辨率三维细胞分布图谱和大规模无监督聚类算法，将小鼠全脑划分为均匀三维网格并归为不同簇，再将这些簇映射至参考脑模板，对海量数据进行深度挖掘。这一方法帮助研究人员在已知脑区内发现独特的三维组织模式，提示大脑可能存在更精细的功能分区。此外，通过全脑尺度的信息学整合分析，该研究还揭示了大脑皮层整体偏向“兴奋性”神经信号，小脑则偏向“抑制性”神经信号，这一平衡机制，为相关疾病研究提供了全新视角。

该研究成果不仅填补了全脑单细胞分辨率分布图谱的国际空白，更从技术方法与理论认知两方面推动脑科学研究从传统的“宏观描述”阶段迈向精准化的“精细解析”阶段，以创新信息学范式推动脑科学研究突破传统生物学的局限。其构建的研究平台与形成的共享数据集，将为后续神经环路解析、脑疾病发病机制探索及潜在药物靶点发现奠定重要基础，具有显著的科学价值与临床转化潜力。

责任编辑: 王嘉兴