受天文学家探索宇宙的大规模天空调查的启发，华盛顿州西雅图的神经科学家们花费了四年时间系统地调查小鼠视觉皮层的神经活动。艾伦脑科学研究所于 7 月 13 日首次发布数据，提供了一个公开可访问的、规模和范围空前的数据集，旨在帮助科学家建模和理解人脑。
该项目是艾伦脑科学研究所于 2012 年宣布的一项雄心勃勃的十年脑研究计划的一部分。该计划旨在详细编目神经元及其电特性，旨在使人们能够深入了解感知和认知是如何产生的。
为了汇编脑科学观测站的第一个数据集，研究人员使用一种特殊的显微镜来记录神经元放电时发生的钙波，在 360 个实验会话中对 25 只小鼠的活动进行采样，同时动物们观看了一系列视觉刺激，例如移动的线条图案、自然场景图像和短片。到目前为止，该数据集包括视觉皮层 4 个区域的 18,000 个细胞，使其成为同类数据集中规模最大、最全面的数据集之一。该数据集还包括关于每个神经元的位置及其某些遗传标记的表达信息。原始数据为 30 太字节，体积太大，不易共享，但用户可以下载更易于管理的 processed 数据集，或在线浏览。
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纽约冷泉港实验室的神经科学家安妮·丘奇兰德说：“这太棒了。据我所知，没有其他任何工作像这样观察了如此多的脑区，使用了如此多的刺激——而且重要的是，数据也是免费提供的。”
其他实验室也收集了类似的数据，但规模小得多，动物或神经元数量也少得多。由于物种、技术或检查的脑区存在差异，这些信息一直难以合并和比较。而且大多数数据仍掌握在各个实验室手中。
为了创建异常广泛的艾伦数据集，100 多名研究人员为实验的每个阶段开发并使用了标准化的设备和协议。这使他们能够跨多个动物和会话重复且系统地对相同的神经元群体进行采样。
现在，艾伦研究所的研究人员计划在小鼠执行行为任务时监测其活动。科学家们还希望使用更多的记录技术，并将他们的采样范围扩展到整个小鼠视觉皮层及其他区域。艾伦研究所所长克里斯托夫·科赫希望，在未来 3-4 年内，该项目将发展成为一个真正的观测站，研究人员可以请求进行某些实验——实验结果将公开提供。
该项目的神经活动图可能有助于完善大脑中细胞类型的图景以及它们如何协同工作。最终，艾伦研究所希望其自身的研究人员和其他人能够使用庞大的数据集来帮助揭示认知背后的基本计算原理。美国政府通过推进创新神经技术（BRAIN）的脑研究计划也抱有这一崇高目标，该计划于 2013 年启动，艾伦研究所是其私人合作伙伴之一。但 BRAIN 计划主要通过传统资助来支持个人和小型研究小组，而艾伦研究所则将人员和资金集中在少数大型项目上。它的目标是创建个人实验室无法生产的公共研究工具。
科赫说，有了全面的神经活动调查，理论家们将能够设计更准确的大脑功能模型，并找到更好的方法来检验现有模型的有效性。但他对未来的挑战也保持务实的态度。“我们并没有幻想，现在我们有了所有这些数据，解决方案就会突然出现，”科赫说。
艾伦脑科学观测站的影响将在一定程度上取决于神经科学领域是否接受这项公共研究的实验。早期的反应表明，研究人员渴望参与。丘奇兰德说，关于不同视觉区域如何响应刺激的深入信息可能有助于指导和微调她的实验。她补充说，这些数据还可以帮助那些无法获得高度专业化成像设备的实验室。
理论家们也期待着深入研究这些数据。“这基本上是一笔意外之财，”康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的计算神经科学家史蒂文·朱克说。“这就像有人为世界各地的理论家打开了通往世界上最大的神经科学实验室的大门，并说，‘进来玩玩我们的数据吧。’”
本文经许可转载，并于 2016 年 7 月 13 日首次发表。