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据美国艾伦脑科学研究所消息，由该所和哈佛医学院（HMS）、弗兰德斯神经电子学研究所科学家（NERF）共同组成的国际研究团队，在本周出版的《自然》杂志上发表了迄今最大的脑皮层神经元连接网络研究报告，揭示了脑网络组织中的一些关键因素。
脑皮层是对外界信息进行高级处理的地方，最简单的神经网络也包含了数百万个连接，研究这些巨大的网络是理解大脑如何工作的关键。研究工作从识别小鼠视觉皮层的神经元开始，然后制作超薄脑切片，对目标细胞和突触拍摄大量图像，重建了三维图，跟踪各个神经元定位它们之间的连接。
分析这些数据产生了许多成果，包括首个支持以往观点的直接结构证据：那些执行相似任务的神经元之间，比执行不同任务的更容易形成连接，而且执行相似任务的神经元连接更多。
NERF首席研究员温森特·博宁说：“我们首次发现了一些解剖证据，在皮层网络中存在模块化结构，神经元之间存在支持特定功能连接的结构基础。我们的方法能确定神经回路的组织原则。现在我们打算找到皮层连接的基本图案，作为大脑网络功能的结构单元。”
这一脑网络计划开始于近10年前。艾伦脑科学研究所高级研究员克雷·雷德说，这些成果是该计划的一个高潮。他们用了高通量技术，收集了多个关于脑活动和脑连线的大数据库。研究在规模和细节上都达到前所未有的程度。同时他们也学到了大量脑网络方面的知识，可帮助掌握脑结构与功能间的关系。
研究数据即将放到网上，与其他研究人员共享。论文第一作者、HMS神经生物学博士李韦忠（音译）说：“虽然这是整个研究中的一个里程碑，但它只是开始。通过发现脑回路、神经元和网络计算之间的关系，现在我们有了可以对大脑逆向工程的工具。”
这些纠缠在一起的金属丝般纤维，并不是鸟巢或者根系。相反，它是迄今关于大脑细胞之间相互连接的最大地图——在这种情况下，是来自小鼠视觉皮质的约200个细胞。
为绘制细胞之间的约1300个连接点，或者说是突触，研究人员利用电子显微镜拍摄了大小和一只尘螨相近的一块组织的上百万幅纳米尺度照片。随后，团队成员追踪了突触的纺锤形投射，并且通过数字化方法将堆叠的切片“缝合”起来形成3D地图。完成的地图揭示了一些关于小鼠大脑如何被连接起来的有趣线索：同执行不同功能的神经元相比，对诸如垂直或水平线条等类似视觉刺激物作出反应的神经元更有可能被相互连接在一起。3月28日，科学家在《自然》杂志网络版上报告了这一发现。
最终，通过加快对小鼠和人类大脑组织中此类网络的绘制并使其自动化，研究人员希望了解大脑结构如何使人类理解、记忆、思考和感觉。
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