神经科学家对单个神经元如何运作了解很多，但对大量神经元如何协同工作以产生思想、感觉和行为却知之甚少。他们需要大脑的线路图——称为连接组——来识别构成该器官功能的回路。
现在，冷泉港实验室的研究人员及其同事开发了一种创新的大脑 mapping 技术，并在短短三周内用它追踪了小鼠大脑主要视觉区域中近 600 个神经元发出的连接。这项技术未来可能用于帮助理解被认为与非典型大脑连接有关的疾病，例如自闭症或精神分裂症。
该技术的工作原理是用遗传“条形码”标记细胞。研究人员将病毒注入小鼠大脑，病毒在那里指导细胞产生随机的 30 个字母的 RNA 序列（由核苷酸“字母”G、A、U 和 C 组成）。细胞还会产生一种与这些 RNA 条形码结合的蛋白质，并将它们拖到每个神经元输出线或轴突的长度。研究人员随后将小鼠大脑解剖成目标区域，并对每个区域的细胞进行测序，使他们能够确定哪些标记的神经元连接到哪些区域。
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该团队发现，小鼠初级视觉皮层中的神经元通常将输出发送到多个其他视觉区域。它还发现，大多数细胞根据它们连接到的区域——以及区域的数量——分为六个不同的组。这一发现表明，小鼠初级视觉皮层中存在执行不同功能的神经元亚型。“因为我们有如此多的神经元，我们可以进行统计分析并开始理解我们看到的模式，”冷泉港实验室的 Justus Kebschull 说，他是这项研究的共同主要作者，该研究于 4 月发表在《自然》杂志上。
条形码方法代表了连接组 mapping 的一次重大飞跃。瑞士巴塞尔分子和临床眼科研究所的神经科学家 Botond Roska 说，仅用 30 个核苷酸，研究人员就可以生成比大脑中神经元更多的独特序列，他没有参与这项工作：“我预测，随着这项技术的成熟，它将成为我们分析大脑连接的关键方法。”