高分辨率完整小鼠大脑三维地图集发布

艾伦鼠脑通用坐标框架第三版

经过3年的密集数据收集和仔细制图，制图师的工作已经完成。他们画了一个复杂的“地形”，包括山峰、山谷和边界，但是这个物体只有半英寸长，重量还不到软软的软糖:实验室老鼠的大脑。

在5月7日发表在《细胞》杂志上的一篇论文中，美国艾伦脑科学研究所的科学家描述了这一测绘壮举——艾伦老鼠大脑通用坐标框架第三版(CCFv3)，这是一个完整的、高分辨率的老鼠大脑3D图谱。研究人员表示，该框架将成为神经科学领域的参考。

老鼠被广泛用于生物医学研究。它的大脑包含大约1亿个细胞，每个细胞分布在数百个不同的区域。随着神经科学数据集变得越来越大、越来越复杂，大脑空间的通用地图变得越来越重要。

“过去，人们用眼睛来定义大脑的不同区域。随着越来越多数据的出现，手工管理已经很难满足需求。就像我们有一个参考基因组序列一样，人们需要一个参考解剖学。”艾伦脑科学研究所的莉迪亚·吴说。

全脑CCFv3是基于2016年的版本，它描绘了老鼠大脑最外层的整个皮层。此外，之前的版本是低分辨率的3D地图，而CCFv3的分辨率足以准确定位单个细胞的位置。

为了制作地图集，研究人员将大脑分成微小的虚拟三维块，并给每个块分配一个独特的坐标。这个三维结构数据来自于近1700只动物的平均大脑解剖。该小组随后将这些小碎片分布到老鼠大脑中数百个不同的已知区域，并小心地在不同区域之间画出界限。

研究人员说，你可以把它想象成神经科学中的手机全球定位系统。他们会告诉你你在哪里，而你不必在纸质地图上手动搜索位置。对于包含成千上万条不同信息的数据集来说，这些共同的坐标以及与这些坐标相对应的大脑标志是至关重要的。

历史上，大脑图谱是在2D绘制的，从不同的深度观察大脑并进行排列。然而，3D图谱可以为观察整个大脑的神经元活动或细胞特征的现代神经科学研究提供更好的信息。

华盛顿大学的助理教授尼克·斯坦梅茨说，他们用CCFv3来分析数据，发现大脑中参与视觉选择的部分比他们之前意识到的要多。“一定有大局。CCFv3可以帮助我们一起看到所有的结果。”他说。

研究人员表示，未来的地图集可能依赖于机器学习或其他形式的自动化，而不是当前版本中费力的手工管理。

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.007