記者近日從中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所獲悉，該所腦網(wǎng)絡(luò)組團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究揭示了人類大腦皮層連接拓?fù)浣Y(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(xué)雜志》上發(fā)表。

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員樊令仲介紹，當(dāng)我們思考、學(xué)習(xí)、感知世界時(shí)，大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正在悄無(wú)聲息地運(yùn)轉(zhuǎn)。千億個(gè)神經(jīng)元通過(guò)數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的連接，將信息高速傳遞。

這些復(fù)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？“人腦在胚胎發(fā)育時(shí)就已經(jīng)開始按照某種‘設(shè)計(jì)圖’進(jìn)行建造，而這張?jiān)O(shè)計(jì)圖的‘藍(lán)圖’正是基因。”樊令仲說(shuō)。

“我們的研究提出一種假設(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(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是通過(guò)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(dǎo)白質(zhì)纖維束在空間中的布線。”論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所博士生李德瑩說(shuō)。

李德瑩介紹，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的綜合分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了三種主導(dǎo)的腦連接拓?fù)漭S——背腹軸、前后軸和內(nèi)外軸。這三個(gè)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)。

樊令仲表示，這項(xiàng)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?fù)洹保l(fā)現(xiàn)其與基因表達(dá)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(guò)某種簡(jiǎn)單的規(guī)則影響復(fù)雜的連接布局。由此推測(cè)，大腦的組織方式遵循了一套由基因定義的“隱形規(guī)則”。（記者宋晨）

據(jù)新華社