近日，美国脑计划细胞图谱网络（BICAN）在《Cell》及其姊妹刊上集中发表了28篇重磅论文，公布了迄今为止最详尽的跨物种基底神经节单核细胞图谱。该研究通过对人类、猕猴和小狨猴等灵长类动物大脑基底神经节中 180万个细胞核 的高分辨率分析，共鉴定出 61个共识细胞群，其中包括许多以往未曾详细表征的非典型细胞亚型。
匹兹堡大学神经生物学教授 Peter Strick（未参与该研究）将这一成果比作组装复杂仪器的“零件清单”。他指出：“这是构建众多未来神经科学研究的重要基石。”这一宏大项目的背后，是BICAN自2022年启动以来致力于绘制人及非人灵长类大脑高分辨率图谱的努力。通过跨实验室的长期协作，研究人员基于基因表达、空间转录组以及电生理学等多维数据，确立了基底神经节细胞类型的通用分类标准。
哈佛医学院副教授兼布罗德研究所核心成员 Evan Macosko 强调，建立统一的命名系统对于避免学术界交流障碍至关重要。在此框架下，科学家们深入探究了发育期及成年基底神经节中的基因表达、表观遗传与组蛋白修饰特征、基因组三维折叠结构，以及神经元的形态与电生理特性。精细的空间转录组学数据还揭示了纹状体等区域刻板的分子构筑逻辑。
普林斯顿神经科学研究所助理教授 Fenna Krienen 表示：“只有将细胞映射到其空间背景中，我们才能真正理解这些细胞类型随演化发生改变的空间逻辑，这有时会颠覆我们对细胞类型独立性的传统认知。”美国脑计划主任 John Ngai 认为，这种标准化的分子与空间特征表征，其意义堪比人类基因组计划，它为广大研究人员提供了直接共享的公共参考资源，无需每个实验室重复繁琐的基础测序工作。
目前，部分核心数据已在 BICAN 门户网站及相关机构平台上公开。艾伦脑科学研究所所长 Hongkui Zeng 指出，这标志着 BICAN 进入了一个新阶段，同时也可能是该项目的收官阶段。尽管终极目标是拓展至整个灵长类全脑图谱，但由美国国立卫生研究院（NIH）资助的 BICAN 项目预计将于 2027 至 2028 年到期，脑计划目前正在积极寻求后续资金支持以延续全脑图谱计划。
在基底神经节纹状体中，根据多巴胺受体表达通常分为 D1 和 D2 亚型的多刺投射神经元（SPNs）是最丰富的细胞类型之一。自20th世纪90年代以来，这一分类系统一直沿用至今。然而，2018年在小鼠中发现的同时兼具两亚型特征的“偏心型多刺投射神经元”，开始打破这一固有认知。
艾伦研究所研究员 Trygve Bakken 指出，这项新研究进一步扩大了这种多样性的认知边界。例如，灵长类基底神经节包含诸如 SMYD2-HTR7 标记细胞在内的过渡型或混合型细胞群，它们具有独特的转录谱，无法简单归类于以往的已知亚组。Krienen 总结道：“我们在 D1 和 D2 之间发现了这些中间态的‘混合类型’，这正在动摇过去的经典教条。”
令人惊奇的是，许多分子特征（如 SMYD2-HTR7 细胞的存在）在人类、狨猴、猕猴和小鼠中高度保守。“基本的演化骨架依然存在，”Bakken 说道。美国国家心理健康中心资深研究员 Charles Gerfen（未参与该研究）认为，这种跨物种的重合度表明，在动物模型（如小鼠）中获得的神经连接研究成果，很大程度上同样适用于人类。
不过，灵长类与啮齿动物之间也存在关键差异。研究显示，灵长类纹状体中的某些神经元群体在小鼠大脑中的分布位置有所不同；即便细胞类型出现在相同区域，其丰度、调控方式及表达的基因类型也存在差异。Zeng 强调：“在更精细的细胞簇水平，我们也观察到了物种特异性。这实际上是在通用细胞类型框架下嵌入的物种独特性。”