鼠脑连接图谱
1986年,Sydney Brenner领导实验室以《虫子的思想(The Mind of a Worm)》作为副标题发表了一篇论文,使用电子显微镜测绘了一只线虫所有302个神经元的全联接组,试图解读线虫的思想。Sydney Brenner在2002年获得了诺贝尔生理学与医学奖,他有一句著名的语录:“科学的进步依赖于新技术,新发现,新的理念,并且大致以此为序。”近10年来涌现的多种新技术使科学家相信,我们也许可以解读一只小鼠的思想。2020年,25位著名科学家联名在《细胞》杂志发表了一篇评述文章《小鼠的思想(The Mind of a Mouse)》,提出了针对小鼠进行全连接组测绘的愿景。
小鼠作为实验室应用最为广泛的模式动物,其大脑重量约为0.4克,拥有大约7000万个神经细胞。科学家们希望使用电子显微镜,花费数年至数十年时间,采集1000 PB的数据,构建鼠脑联接组,并期待鼠脑联接组所体现的的生物智能基本原理可以指导构建更加高效的人工智能系统。而利用我们研究组开发的VISoR成像技术,可以在0.5小时内完成全脑微米分辨率的光学显微成像,通量大大优于电子显微镜。将分辨率提升至突触的精度,成像时间需要增大5个数量级
似乎只是需要10台显微镜连续工作几个月就可以完成的事情,并不是可望而不可即。那么剩下的事情就是如何把理论变为现实了。
我们将以绘制突触解析度的小鼠全联接组为目标,发展生物制样、成像、数据分析相关技术,帮助对小鼠思想的测绘。相信在10~15年左右的时间内,人们将会看到鼠脑的全联接图谱得到解析。