近日，东南大学脑科学与智能技术研究院联合首都医科大学附属北京天坛医院等多个团队，在人脑神经元形态学及其连接图谱领域取得重要研究进展，相关成果以“单细胞分辨率下的人脑全脑皮层神经元形态多样性及特征研究”为题，入选由《Science》组织的人脑/灵长类脑《Science》/《Science Advances》联合专辑，发表于《Science Advances》。
ACTomography方法用于构建多脑区单细胞级神经元模型策略示意图
该研究提供了一种低成本、高通量的自适应细胞断层扫描（ACTomography）方法（图1），首次建立了单细胞分辨率水平下的人脑神经元注射标记、三维成像、神经元追踪、标准脑图谱配准、形态学模式分析以及可视化人脑神经元图像数据收集和建模工作平台。研究团队通过将荧光染料注射到来自19名受试者的体外大脑组织，收集了 1746 个皮质神经元的三维图像，其中 852 个神经元被重建以量化局部树突形态，并使用全脑图像配准方法在全脑尺度下空间映射相关区域。研究揭示了单神经元分辨率下，人类大脑具有形态差异模块化的特征。数据分析结果显示，人脑神经元的树突特征在不同脑区间的差异性较为显著，而与受试者的年龄或性别无显著关联。通过本工作，研究团队率先实现了全脑尺度下，涵盖八个独立及两个重叠皮质区域，迄今为止国际上报道的最大规模的标准化三维人脑模型下的神经元形态数据集，尝试使用首个标准化量化手段解析大脑细胞类型的高度多样性和复杂性，为神经科学领域对人类大脑进行更深层次的结构解析及功能研究提供了一个可扩展性的新资源。
该研究由东南大学脑科学与智能技术研究院和首都医科大学附属北京天坛医院担任通讯单位，东南大学刘力娟副教授课题组和韩晓锋副教授课题组承担了数据生产、分析任务。
文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf3771
供稿：脑科学与智能技术研究院