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人脑中大约有850亿个神经元，它们之间的联系多达15万亿个。他们如何相互联系？
最近，“神经元”发表了一项新技术，叫做map-seq，它可以用rna“条形码”以高速和低价准确地绘制脑细胞之间的联系。本发明有望在深层神经网络方面取得重大突破。
cshl的神经科学家、map-seq技术的发明者安东尼扎多(Anthony zador)告诉《中国商报》:“我们已经掌握了一项新技术的基础，基于这项技术的未来应用不胜枚举。”
扎德告诉记者，他们的最终目标是用很少的遗传物质标记大脑中的每一个神经细胞，然后画出这些神经细胞如何相互连接的地图。这项研究将帮助研究人员以前所未有的细节研究自闭症和精神分裂症。
邱子龙，中国科学院上海生命科学研究所神经病学研究所研究员，从事自闭症研究多年。他告诉《中国商报》记者:“这项技术对于基础神经科学研究有着重要的意义，并将对未来自闭症的研究有所帮助。”
作为一项革命性的技术，map-seq的第一步是创建一个以病毒为载体的随机rna序列库，然后将这些rna序列混合物注射到大脑中，注射量约为注射部位每个神经细胞一个rna序列。这样，每个神经细胞都有自己独特的rna“条形码”。
接下来，带有标记神经细胞的大脑将被进一步切片、切块、按顺序排列，并等待处理。Dna测序仪可以读取这些rna“条形码”，研究人员可以构建一个矩阵图，显示单个神经元如何与大脑的其他部分相连。
“这肯定不是注入人体的大脑。人脑不能随便注射。”邱子龙告诉记者。这项发表在《神经元》杂志上的研究描绘了1000只小鼠大脑蓝斑区域的神经连接图，以证明map-seq技术的可行性。扎德说:“我们的实验部分解决了之前关于神经细胞连接方式的争议。”
在普通人的大脑发育过程中，数百个基因突变是如何引起神经网络连接模式的微妙变化的？它是如何导致大脑连接功能紊乱的？科学家们在老鼠的大脑中做了实验。携带不同自闭症候选基因的老鼠的大脑回路也可能不同。通过比较这些大脑回路，研究人员希望对大脑连接和神经疾病之间的关系有一个新的理解。
这是人类历史上第一个用条形码标记大脑的科学实验。此前，许多人脑绘图项目正在研究中。然而，在过去，大部分绘制大脑神经连接的努力依赖于荧光蛋白和显微镜来观察神经细胞，这被称为“批量标记”。然而，这种技术很难同时跟踪多个神经细胞的连接。
扎德在机场做了个比喻。他说:“批量标记就像去德国，然后到机场的国际出发柜台。那里有许多空航空公司。不是每个空航空公司都有出售德国航班的机票，但是rna条形码的标记方法可以帮助你。这种研究方法更准确。它会将您想去的目的地与空公司销售航班的目的地叠加，从而缩小搜索范围。”
随着基因测序成本的降低，新技术将变得更便宜、更快、更可行。扎德团队的另一名成员、冷泉港实验室的研究生贾斯特斯·凯布舒尔说:“我们可以同时画出10万个神经细胞的连接图，而且我们可以在一周内完成一个实验。”这在过去是不可想象的。”
扎德告诉《中国商报》:“也许很快我们就能为人类大脑探索者提供第一张完整的神经细胞连接图。”该技术不仅有助于某些神经疾病的研究，而且对未来的人工智能和深层神经网络体系结构具有重要的指导意义。
人类对大脑奥秘的探索是无止境的。上个月，《自然》发表了历史上最详细的人脑地图，对大脑进行了分区；上周，一项新的成像技术将通过扫描人脑揭示基因是如何激活人脑的。哈佛医学院的科学家首次利用大脑扫描技术揭示了大脑活动中基因的变化。这一发现将有助于治疗艾特兹海默氏综合征、精神分裂症和其他由脑部疾病引起的疾病。
扎德的下一个目标是利用map-seq技术绘制不同动物的大脑，从而建立神经发育和神经精神疾病的各种模型，并研究基因突变与改变大脑结构的关系，从而推断基因突变如何导致大脑功能紊乱。
