本報北京2月19日電 （記者吳月輝）當我們思考、學習、感知世界時，大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正在悄無聲息地運轉(zhuǎn)。千億個神經(jīng)元通過數(shù)以萬億計的連接，將信息高速傳遞。這些復雜連接的布局是如何形成的？為什么不同腦區(qū)如此規(guī)則地分布在大腦皮層？記者19日從中國科學院自動化研究所獲悉：該所腦網(wǎng)絡(luò)組團隊通過研究揭示了人類大腦皮層連接拓撲結(jié)構(gòu)與遺傳特性的內(nèi)在關(guān)系，相關(guān)研究已在《神經(jīng)科學雜志》上發(fā)表。
人腦在胚胎發(fā)育時就已經(jīng)開始按照某種“設(shè)計圖”進行建造，而這張設(shè)計圖的“藍圖”正是基因。新研究提出一種假設(shè)：考慮到基因和連接在數(shù)目上的巨大差異，遺傳編碼與區(qū)域間連通性之間并非簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，而是通過某種更高效的組織原則，使基因在大腦皮層上呈現(xiàn)特定的嵌入模式，從而指導白質(zhì)纖維束在空間中的布線。
論文第一作者、中國科學院自動化研究所博士生李德瑩說：“通過對數(shù)據(jù)的綜合分析，我們發(fā)現(xiàn)了三種主導的腦連接拓撲軸——背腹軸、前后軸和內(nèi)外軸。這三個軸不僅反映了皮層內(nèi)連接的變化規(guī)律，還與胚胎期發(fā)育中的形態(tài)發(fā)生梯度和遺傳梯度密切相關(guān)。”
中國科學院自動化研究所研究員樊令仲表示，這項研究的核心結(jié)果之一，就是定義了全腦尺度的腦連接模式，即“全局連接拓撲”，并發(fā)現(xiàn)其與基因表達之間存在顯著的吻合。這種吻合表明，盡管基因數(shù)量與神經(jīng)連接數(shù)量相差懸殊，但基因可以通過某種簡單的規(guī)則影響復雜的連接布局。
《 人民日報 》（ 2025年02月20日 14 版）
