小鼠整体大脑高分辨率三维图谱

Allen研究院的一项最新研究完成了大脑神经研究的壮举：绘制一个完整的高分辨率小鼠大脑3D图谱（Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework, CCFv3）。

作者表示，该图谱框架旨在成为神经科学界的参考。小鼠被广泛用于生物医学研究，它们的大脑包含数百个不同区域，大约1亿个细胞。随着神经科学数据变得越来越大和越来越复杂，大脑的通用空间图变得越来越重要，将多种不同类型的数据精确地共同标注到通用3D空间中进行比较和关联的能力也变得越来越重要。

这就像是手机的GPS。 GPS并不会根据您周围的景物手动在纸质地图上搜索您的位置，而是告诉您位置。对于包含成千上万种不同信息的数据集，至关重要的是一组通用的坐标，以及为这些坐标确定相应的大脑界标。

全脑研究

全脑CCFv3建立在2016年发布的部分版本的基础上，该版本绘制了整个小鼠皮层（大脑的最外层）。早期版本是较低分辨率的3D地图，而CCFv3的分辨率足够精细，可以精确定位各个单元的位置。自2017年底以来，最新的全脑图集已公开，并且几个不同的神经科学团队已经在使用中。

研究人员表示，该图谱着眼于小鼠在实验室中看到的不同图像之间进行选择时对神经元活性的研究测试。这项研究使用了Neuropixels，这是一种微小的电探针，可以一次捕获数百个神经元在几个不同大脑区域的活动。

Steinmetz说，在他们分析数据时，很明显，大脑有更多部分参与了这种视觉选择。“地图集是一个非常必要的资源，它实现了在大脑范围内进行研究。当您在大脑的数百个位置进行记录时，需要对所有记录的位置有一个基本的了解，CCF使这一切成为可能。”

不断发展的图谱

为了制作图谱，研究人员将大脑分解成微小的虚拟3D块（称为voxels），并为每个块分配了唯一的坐标。送入该3D图谱的数据来自将近1,700种不同动物的平均大脑解剖结构。然后，研究小组将这些voxels中的每一个分配给了小鼠大脑的数百个不同的已知区域之一，在不同区域之间绘制了边界。研究人员说，进入图谱这两个方面的数据集来自过去几年在Allen研究所进行的几种不同类型的实验。

以前大脑图谱是2D的，在不同深度拍摄类似于薄片的大脑视图并将它们排列在一起。对于某些类型的数据，这种形式的大脑映射效果很好。但是，就现代神经科学研究而言，要研究整个大脑的神经元活动或细胞特征，3D图谱会提供更好的环境。