科学家已经把大脑行为预测的分辨率提升到了单细胞水平

《Nature》最新文章，科学家首次以前所未有的细致程度描述了线虫大脑约300个神经元和2200个突触如何控制身体运动的工作图谱。

　　

人脑是一台神秘的超级计算机，数十亿神经元在错综复杂的电网中嗡嗡作响，控制着人类的每个思想、感觉和动作。解开人类大脑之谜的科学旅程，才刚刚开始。

美国东北大学复杂网络研究中心（CCNR）在《Nature》发表最新文章，利用约含300个神经元和2200个突触的线虫简单模型，首次以前所未有的细致程度描述了线虫大脑控制身体运动的工作图谱。

 

CCNR Robert Gray Dodge教授以及大学卓越物理学教授、CCNR中心主任Albert-László Barabási说：“我很高兴我们看到了神经控制机体运动的首个直接证据，同样感到兴奋的是，它为我们提供了一种系统地精确预测神经元特定进程的方法。”

几年来，研究人员逐个神经元、逐个突触的映射线虫大脑，从中开发了一个准确预测哪些神经元控制哪些特定运动类型（扭动和迅速爬等）的理论。

随后，剑桥医学分子生物学研究Council实验室的同事采用激光杀死单个神经元的方式，检验了这一理论，成功预测了“神经元激光微创手术”对线虫行为的影响。

文章的共同一作、CCNR博后研究员Emma Towlson梦想，也许有一天研究人员可以书写人类大脑翻译字典，线虫版本的确立是朝理想踏出的第一步。

 

“我们的理论实现了把不可控的东西变成可控的这一小目标，这是一个巨大的飞跃，”Towlson说。

Towlson已经知道了哪些神经元控制哪种肌肉和肌肉的相应运动，在此基础上，进而她还想知道一种摆动比另一种摆动需要多/少消耗多少能量和时间，来解释线虫以某些方式运动的分子基础。除此之外，她还想尝试其他模式生物，如斑马鱼和老鼠，然后是人类。“解开人类大脑之谜是永恒的主题。”

原文检索：
Network control principles predict neuron function in the Caenorhabditis elegans connectome  Nature 550, 519–523 (26 October 2017) doi:10.1038/nature24056
了解Polaris系统如何实现单细胞给药等单细胞定向捕获、处理与检测的技术奥秘请填写联系方式