一个国际神经科学家小组对一位65岁女性的大脑进行了切片、成像和分析，创建了迄今为止最详细的完整人脑图谱（见底部视频）。 这份名为“BigBrain”的图谱以微观精度显示了神经元的组织结构，这可能有助于澄清甚至重新定义从数十年前的解剖学研究中获得的大脑区域结构。
“这些地图的质量类似于17世纪地球制图学家提供的最佳版本，”未参与这项研究的密苏里州圣路易斯华盛顿大学的神经生物学家David Van Essen说。 他表示，这套新的、改进的解剖学指南针可以使研究人员更精确地将不同类型的数据（如基因表达、神经解剖学和神经活动）合并到大脑的特定区域。
大脑由异质的神经元网络组成，这些神经元大小不同，形状从三角形到圆形不等，在不同区域的密集程度也各不相同。“BigBrain”揭示了大脑皮层各层和不同脑区神经元分布的差异——这些差异被认为与不同的功能单元有关。
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该图谱由7400个脑切片汇编而成，每个切片都比人类头发丝还细。 通过显微镜对切片进行成像总共花费了1000个小时，并生成了1万亿字节的数据。 加拿大和德国的超级计算机多年来一直在不懈地从图像中重建三维体积，并校正单个组织薄片中的撕裂和皱纹。
研究人员今天在Science杂志上描述了他们的研究结果，并将在线公开提供完整的数据集。 它以20微米的分辨率显示大脑，比基于全脑扫描的图谱的典型1毫米分辨率高50倍。
“这完全改变了我们在区分人脑非常精细的结构和生理特性的能力方面的游戏规则，”该研究的共同作者、加拿大麦吉尔大学蒙特利尔神经病学研究所的神经学家Alan Evans在6月19日的新闻发布会上说。
华盛顿州西雅图艾伦脑科学研究所首席科学官Christof Koch说：“它们的质量看起来真的非常高。” 艾伦研究所维护着自己的人脑图谱，该图谱提供的结构数据分辨率略低于最新研究，但包括广泛的注释和基因表达图谱。
研究路线图
“BigBrain”是人类大脑计划的一部分，这是一项为期10年、耗资10亿欧元的欧洲倡议，旨在创建人脑的超级计算机模拟。 德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学的神经科学家、主要作者Katrin Amunts说，详细了解神经元集群可能有助于为模拟设置 realistic 参数。
Van Essen补充说，虽然该图谱仅显示了一个人的大脑数据，但它是未来解释其他大脑数据的重要起点。他将“BigBrain”比作第一个人类基因组的测序。 “我认为，获得一个非常准确的个体地图非常有价值，”他说。
该图谱将作为其他数据集可以对齐的参考，并且“BigBrain”团队计划与艾伦脑科学研究所合作，链接来自他们两个数据库的信息。
计算推进
Amunts说，自从“BigBrain”项目于2003年启动以来，技术已经进步到使研究人员能够以一微米的分辨率扫描人脑切片。 但是，以如此高的分辨率完成另一份图谱将产生约20,000万亿字节的数据——这超过了当今最先进的计算机能够有效处理的数据量。
斯德哥尔摩国际神经信息学协调机构执行主任Sean Hill说：“技术正在继续快速发展。” 但他指出，随着神经科学转向大数据集，数据管理和处理问题将需要更多的资源和关注。 “这是一个频率只会增加的例证，”Hill说。
Amunts说，该团队已经在绘制“2号大脑”图谱。