【中新网北京11月6日电】(记者 孙自法)国际顶级学术期刊《自然》北京时间11月6日凌晨集中发布系列神经科学论文,通过展示美国'脑计划'(BRAIN)细胞网络图谱(BICAN)项目最新进展,首次公布人类及其他哺乳动物脑发育的阶段性图谱。该研究结合单细胞测序与空间转录组技术,系统追踪了脑细胞类型从胚胎到成年的动态演化过程,为神经发育障碍及精神疾病的病理机制研究开辟新路径。

研究团队指出,人类大脑包含超过千种独特细胞类型,其形成过程涉及复杂的时空调控网络。传统研究受限于技术手段,难以捕捉细胞状态的快速变化。而最新发展的单细胞组学与高分辨率成像技术,使科学家能够以细胞级精度记录脑发育的动态轨迹。例如,通过分析胚胎期至成年期的脑组织样本,研究者发现神经元和胶质细胞的分化并非遵循固定阶段,而是呈现'波浪式'重叠发生,某些发育程序甚至在成年后或疾病状态下被重新激活。
论文核心发现包括:识别出与胶质母细胞瘤(恶性脑肿瘤)相关的人类祖细胞群体;确定精神分裂症等精神障碍遗传风险高度集中的关键发育窗口期。这些突破性成果表明,特定脑细胞类型的异常分化可能是神经精神疾病的重要诱因。
《自然》期刊配套发表的专家评论强调,BICAN项目将传统静态的细胞图谱转化为动态的脑发育故事。通过整合多组学数据,研究揭示了转录调控网络如何影响神经回路组装,以及哪些发育阶段对疾病易感性具有决定性作用。这些发现为构建'细胞-环路-行为'的多层次疾病模型奠定基础。
据BICAN团队介绍,本次发布的开放数据集已覆盖主要脑区,包含超过百万个单细胞转录组数据。这些资源将助力科学家:1)精准定位自闭症、精神分裂症等疾病的起源时空;2)优化脑类器官培养体系与动物疾病模型;3)开发针对特定发育阶段的干预策略。研究负责人表示,尽管完整脑图谱构建仍面临跨物种整合、长期追踪等技术挑战,但团队正通过扩大采样范围与深化数据融合持续推进研究。
业内专家评价,该系列研究标志着神经科学从'结构解剖'向'发育编程'的范式转变,为理解人类认知功能的形成机制及脑疾病的早期干预提供了全新维度。(完)