研究人员开发出一种名为“Connectome-seq”的新技术，通过为神经元分配独特的 RNA 条形码来绘制大脑神经线路图。该方法使科学家能够以单突触精度识别脑细胞间的连接，为传统的成像技术提供了一种更快速、更具扩展性的替代方案。
传统的大脑测绘通常需要将组织切成薄片，并在显微镜下进行人工路径追踪。相比之下，这种新方法将大脑连接性视为一个测序问题，通过追踪分子标签在突触处的汇合情况，从而揭示直接的神经联系。
“在设计计算机时，你必须了解中央处理器的电路，”该研究负责人、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校细胞与发育生物学教授赵博轩（音译，Boxuan Zhao）表示，“如果你不知道所有部件是如何连接在一起的，你就无法理解它的功能，也无法对其进行优化或在出现故障时进行修复。”
揭示新的神经通路
研究团队在小鼠的桥脑小脑回路中测试了该平台，成功绘制了超过 1000 个神经元的图谱。分析揭示了此前未知的连接模式，包括在成年大脑中此前被认为互不通信的细胞类型之间存在直接联系。
赵教授将这一过程比作将气球系在一起的结。通过剪断突触汇合处的“结”并对其中的条形码进行测序，研究人员可以准确判断哪些细胞是相连的。
这种高通量能力对于研究阿尔茨海默病等神经退行性疾病至关重要。通过比较健康大脑与患病大脑的神经图谱，研究人员希望能在物理症状显现之前，识别出电路结构中的早期变化。
“我们或许能在症状出现之前，就观察到连接发生改变的位置以及大脑中最脆弱的区域，”赵教授说，“如果我们能精准捕捉到引发阿尔茨海默病灾难性级联反应的那个‘薄弱环节’，我们是否能专门加强这些连接，从而减缓甚至阻止疾病的进展？”
该研究成果已发表在《自然-方法》（Nature Methods）杂志上。赵教授及其团队目前正致力于改进该平台，目标是最终绘制出完整的小鼠大脑图谱。
