科学家们早已认识到，大脑被组织成专门的区域，每个区域负责不同的功能。例如，视觉皮层处理视觉信息，而运动皮层控制运动。然而，这些区域是如何形成的，以及它们的神经构建模块有何不同，仍然是一个未解之谜。

今天（4月24日）发表在《自然》杂志上的一项研究为大脑细胞景观提供了新的线索。艾伦脑科学研究所的研究人员使用一种名为BARseq的先进方法，快速分类并绘制了九只小鼠大脑中数百万个神经元的图谱。

他们发现，虽然不同大脑区域共享相同类型的神经元，但这些细胞的特定组合赋予了每个区域独特的“签名”，类似于细胞身份证。

研究小组进一步探索了感官输入如何影响这些细胞特征。他们发现，失明小鼠的视觉皮层内细胞类型发生了重大重组，模糊了与邻近区域的界限。这些变化不仅局限于视觉区域，还波及了一半的皮质区域，尽管程度较轻。

该研究强调了感官体验在塑造和维持每个大脑区域独特的细胞身份方面的关键作用。

“BARseq让我们以前所未有的精度看到感官输入如何影响大脑发育，”该研究的共同主要作者、艾伦研究所的助理研究员陈晓银博士说。“这些广泛的变化说明了视觉对于塑造我们的大脑有多么重要，即使在最基本的层面上也是如此。”

强大的新型大脑绘图工具

艾伦研究所的联合主要作者、科学家Mara Rue博士表示，此前跨多个大脑捕获单细胞数据具有挑战性。但她说，BARseq比类似的绘图技术更便宜、更省时，使研究人员能够检查和比较多个个体的全脑分子结构。

BARseq用独特的RNA“条形码”标记单个脑细胞，以追踪它们在大脑中的连接。这些数据与基因表达分析相结合，使科学家能够精确定位并识别组织切片中的大量神经元。

在这项研究中，研究人员使用BARseq作为独立方法，快速分析完整组织样本中的基因表达。在短短三周内，研究人员绘制了来自8个大脑的超过900万个细胞的图谱。

Chen表示，BARseq的规模和速度为科学家提供了一个强大的新工具，可以更深入地研究大脑的复杂性。

Chen说：“BARseq使我们能够超越绘制‘模型’或‘标准’大脑的样子，并开始将其用作了解大脑如何变化和变化的工具。”“有了这样的吞吐量，我们现在可以以非常系统的方式提出这些问题，这是其他技术无法想象的。”

Chen和Rue强调，BARseq方法是免费提供的。他们希望他们的研究能够鼓励其他研究人员使用它来研究大脑的组织原理或放大与疾病相关的细胞类型。

“这不是只有大型实验室才能做到的事情，”Rue说。“我们的研究证明了BARseq允许该领域的广泛人员使用空间转录组学来回答他们自己的问题。”