我們人類擁有3000 多種不同的腦細胞，科學家們剛剛公佈了他們為了解我們自己的大腦和我們的靈長類近親的大腦所做的巨大努力：迄今為止最大的人類腦細胞圖譜將為您帶來更多啟示。

在10月12日發表在《科學》、《科學進展》和《科學轉化醫學》雜誌上的21篇論文中，一個龐大的研究聯盟分享了有關構成我們和其他靈長類動物大腦的細胞的新知識。這些研究和數據揭示了我們的神經系統在大腦多個區域的細胞組成以及人類大腦的獨特性。

該研究聯盟是為了解人類大腦及其模組化、功能化性質而做出的共同努力。它由美國國立衛生研究院的”通過推進創新神經技術進行腦研究（BRAIN）計劃”召集並資助。來自世界各地的數百名科學家通力合作，完成了一系列探索人腦和其他靈長類動物腦細胞組成的研究，並展示瞭如何利用一套變革性的可擴展新技術，以前所未有的分辨率研究人腦的詳細組織結構。

在細胞層面上了解我們的大腦是了解我們的大腦如何運作以及我們作為一個物種是什麼的關鍵，也是更準確地找出大腦疾病和失調的細胞根源的關鍵–這些知識最終可能會帶來更好的治療方法。

艾倫研究所下屬的艾倫腦科學研究所（Allen Institute for Brain Science）的科學家們領導了其中的五項研究，並為另外三項研究做出了重要貢獻，其中一項研究極大地擴展了有關成人大腦中細胞類型數量的現有知識。卡羅林斯卡學院（Karolinska Institute）和艾倫研究所（Allen Institute）的科學家研究了單一腦細胞中開啟的基因，這是一種被稱為單細胞轉錄組學（single-cell tr​​anscriptomics）的技術，揭示了細胞類型驚人的多樣性：我們有3000多種不同的腦細胞。

在艾倫研究所的電生理學實驗室，資深研究員艾德-萊恩和資深科學家Meanhwan Kim 在多補丁裝置上觀察活體腦組織。圖片來源：Erik Dinnel / 艾倫研究所

艾倫腦科學研究所（Allen Institute for Brain Science）高級研究員、博士 Ed Lein）說：「我認為這是神經科學的關鍵時刻，新技術讓我們現在能夠了解人類大腦和其他靈長類大腦非常詳細的細胞組織。這項工作的核心是分子生物學的勝利： 基因使用的差異可以用來定義細胞類型，基因組學工具可以用來繪製構成整個人類大腦的細胞的高分辨率註釋圖初稿”。

這些研究也解決了一系列重要問題，例如：每個人的大腦有什麼不同？每個人的大腦在細胞層面有多大差異？我們的大腦與猿類近親的大腦有何不同？我們有多少種腦細胞？這些細胞的特性是什麼？這些細胞在發育過程中是如何出現和成熟的？

新發表的這套研究成果，在先前對人類大腦皮層（大腦最外層的外殼）單一區域的腦細胞類型進行高解析度繪圖的基礎上，將這些研究擴展到整個大腦的數十個至上百個區域。單一區域的研究發現了100 多種不同的腦細胞類型，而新發布的數據則顯示整個大腦中有數千種不同類型的腦細胞。對於大腦的許多部分，這種複雜性和多樣性以前從未被描述過。

這些研究是美國國立衛生研究院（NIH）BRAIN Initiative細胞普查網絡（簡稱BICCN）的一部分，該網絡於2017年啟動，是一項為期五年的資助計劃，旨在建立一個腦細胞類型目錄。這項工作展示了前沿細胞和分子方法的可擴展性，以應對人類大腦的規模和複雜性帶來的挑戰，並為下一階段的細胞普查工作奠定了基礎。下一階段工作的一部分正在艾倫研究所進行，它將通過”BRAIN 計劃”的細胞圖譜網絡（BICAN），建立更全面的人類和其他靈長類動物大腦圖譜。

美國國立衛生研究院大腦計畫主任約翰恩蓋博士（Dr. John Ngai）說：「目前的這一系列研究是一項具有里程碑意義的成就，它將繼續為從細胞層面闡明人類大腦的複雜性架起一座重要的橋樑。透過BICCN 建立起來的科學合作，以及在BICAN 下一階段繼續進行的合作，正在推動這一領域以指數級的速度向前發展；其進展和可能性簡直令人嘆為觀止。 “

人體研究使用了向科學界捐贈大腦的人的死後組織，以及接受腦部手術並向研究捐贈組織的病人捐贈的健康活體組織。

新發布的研究數據也將納入《人類細胞圖譜》（Human Cell Atlas），該圖譜是一項國際性工作，旨在為人體的所有器官、組織和系統建立一個全面的細胞參考圖譜。