哇！大腦信息傳遞模式竟是這樣？華中大美女教授《自然》發文首度解密
前幾天，小科又刷了幾集《最強大腦》，真的很佩服那些具有超強腦力的選手呢，他們好膩害！話說昨天，我校基礎醫學院有位美女教授在《自然》（Nature）雜誌上發表了一篇有關大腦的研究論文，小科準備認真拜讀一下，也許擁有「超強腦力「的大秘密就藏在這裡吶！別猶豫，快跟小科一起來學習吧。
神秘的大腦對科學家來說充滿了吸引力，對它的研究迄今只是冰山一角。近日，基礎醫學院韓芸耘教授通過對小鼠視覺皮層進行單神經元分析，揭示了一個令人意想不到的大腦信息傳遞模式，該研究在神經科學領域引起了震動。
3月29日，頂級學術期刊《自然》在線發表了這項歷時3年多的研究成果。論文題為「視覺皮層中單個神經元信息傳導的邏輯規律」（The logic of single-cell projections from visual cortex），韓芸耘為第一作者，基礎醫學院為論文的第一作者第一單位，通訊作者為瑞士巴塞爾大學Thomas Mrsic-Flogel教授和美國冷泉實驗室Anthony Zador教授。論文中，韓芸耘等人採用高通量的全腦單細胞熒光示蹤和MAPseq測序方法，對多個單神經元的軸突長距離投射模式進行了定量統計分析，證明大腦採取了多種模式進行信息分流處理，不同的分流模式是被有序地組織起來。這對保持大腦處理和利用信息的高效率非常重要。
基礎醫學院「青年千人」韓芸耘教授
目前，儘管科學家們已大致了解了大腦皮層與皮層間連接的關係，但在神經元層面，這些信息是怎麼傳遞的依然是個未解之謎。韓芸耘等研究人員首先採用全腦單細胞熒光示蹤技術，給小鼠視覺皮層里的神經元做上綠色熒光的標記，在顯微鏡下標註出不同神經元所映射的位置。他們意外地發現，小鼠初級視覺皮層里的神經元映射極為多樣——單個神經元里的信息，竟然可以傳遞到多個完全不同的區域，最多可以傳遞到7個區域，且映射到兩個區域、三個區域、或是三個以上區域的比例大致相等。這顛覆了單個神經元通常只映射到單個區域的假設。
「這個結果很讓人意想不到。」韓芸耘說。很快他們又利用了一種全新的技術MAPseq測序，將成百上千個不同神經元用RNA分子進行了標記。這些RNA的序列都是隨機的，就好像驗證碼一樣，具有唯一性。當這些「RNA驗證碼」進入到神經元後，會順著軸突來到神經元所映射的區域。他們再使用高通量測序技術，對不同的大腦區域中出現的「RNA驗證碼」進行分析。結果再次證明，初級視覺皮層里的大部分神經元會映射到多個不同的區域，且映射到兩個或三個區域的組合具有高度的有序性。
由於對大腦的基本結構缺乏認知，人們一般都認為每個神經元只映射到一個皮層區域。然而韓芸耘等人的研究成果讓科學家們開始重新思考大腦皮層各區之間是如何相互交流的。而對於單神經元映射的進一步深度研究，或將改寫人類對大腦的認識。
韓芸耘是基礎醫學院引進的「青年千人」，主要研究神經網路的結構與功能的關係。
華中科技大學（ihuster）
來源 / 基礎醫學院
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