昆虫|初级运动皮层中所有细胞类型的图谱，是首个全面脑细胞图谱昆虫

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神经科学家通过实验发现，大脑中控制运动的初级运动皮层，包含多达116种不同类型的细胞协同工作以实现人们的目标做出行动，这也是科学家推出的首个全面脑细胞图谱。

10月6日发表在《自然》杂志上的一项研究表明，负责发起人的动作的大脑区域，即控制运动的初级运动皮层，包含多达116种不同类型的细胞，它们协同工作以实现人们的目标做出行动。
这一发现是美国国立卫生研究院脑科学研究所支持的一个大型研究人员联盟五年工作的结果，该联盟得到创新神经技术计划的支持，其目的是确定无数大脑中某一部分的不同细胞类型。为什么要研究细胞？
大脑是神经系统中最高级的部分。它由左右两个大脑半球组成。两半球之间有神经纤维相连。人的大脑皮层是最发达的。它是思维的器官。它控制着身体的所有活动，调节身体与周围环境之间的平衡。因此，大脑皮层是高级神经活动的物质基础。
虽然研究人员在大脑中发现了多种细胞类型，但在初级运动皮层这个区域中，所有细胞类型的图谱都是第一个全面的列表，也是追踪细胞网络以了解它们如何控制我们身心的起点，以及他们如何在精神和身体障碍中受到干扰。
这次的研究结果是生成整个大脑图谱的长期项目的第一步，以帮助了解我们大脑中的神经网络如何控制我们的身体和心灵，以及它们在出现精神和身体问题时如何被破坏。加州大学伯克利分校的细胞神经科学家HelenBateup说：“如果你认为大脑是一个极其复杂的机器，那我们怎么能不先分解它并了解它的零件就理解它呢？”
HelenBateup认为任何关于大脑如何工作手册的第一页都应该阅读大脑所有细胞的成分，数量，以及它们的位置和它们分别与谁相连。
尽管个别研究人员之前已经根据它们的形状、大小、电特性以及在其中表达的基因，确定了数十种众所周知的细胞类型的亚型，但新研究还是确定了大约五倍的细胞类型。
例如，释放特定神经递质（如γ-氨基丁酸(GABA)或谷氨酸盐）的细胞，每个细胞都有十几种亚型，可以通过基因表达和电激发模式相互区分。
虽然目前的论文只涉及运动皮层，但2017年创建的BRAINInitiative细胞普查网络致力于绘制整个大脑中所有不同类型的细胞，其中包括超过1600亿个单个细胞，还有两个都是神经元和支持细胞的神经胶质。
Bateup说“一旦我们定义了所有这些部分，那我们就可以更上一层楼的，开始了解这些部分是怎样协同工作的，以及它们是怎样形成，功能回路的，最终又是怎样产生感知和行为以及更复杂的事物的。 ”
实验过程
前加州大学伯克利分校教授JohnNgai、Bateup ，和加州大学伯克利分校的同事DirkHockemeyer一起，使用CRISPR-Cas9创造了小鼠其中特定的细胞类型，他们用荧光标记物标记，让他们能跟踪这些细胞在整个大脑中的连接。
伯克利团队同时创建了两个“敲入”报告小鼠品系，为阐明新发现的细胞类型之间的联系提供了新工具。
领导加州大学伯克利分校大脑计划工作的Ngai说：“我们在为人类大脑疾病开发有效疗法方面的诸多限制之一是，我们对哪些细胞和连接受到特定疾病的影响不够了解，因此无法准确确定我们需要针对的对象和位置，而有关构成大脑的细胞类型和特征的详细信息，最终将有助于开发神经系统和神经精神疾病的新疗法。 ”
随后Bateup、Hockemeyer和Ngai ，合作进行了一项较早的研究，以分析小鼠中脑里单个产生多巴胺的细胞中的所有活性基因，该细胞具有类似于人类大脑的结构。
其他BICCN研究人员采用相同的分析技术来分析运动皮层中的细胞，该技术涉及识别每个细胞中所有特定的信使RNA分子及其水平。