迄今最精细黑猩猩脑图谱——黑猩猩脑网络组图谱发布
近期，中国科学院自动化研究所脑网络组研究团队联合国内外科研机构，发布了迄今为止最精细的黑猩猩脑图谱——黑猩猩脑网络组图谱（ChimpBNA）。这一成果为比较神经科学研究提供了重要工具，并为探讨人脑演化提供了新视角。
黑猩猩是人类最亲近的灵长类亲戚之一，与人类共享约600万至800万年前的共同祖先。尽管黑猩猩的大脑体积只有人类的三分之一左右，但它们在神经解剖学和认知功能方面展现出较多相似之处，包括社会行为、工作记忆和工具使用。这些相似性使黑猩猩成为研究人类演化的关键比较对象。当前，跨物种神经科学研究面临的主要挑战是缺乏具有生物学意义的标准化脑部参考系统。以往的比较分析尝试通过细胞构筑、髓鞘配布、宏观解剖、功能连接模式、功能激活或这些特征的组合来定义物种间的同源大脑皮层区域，但由于构建这些图谱所使用的模态和尺度不一致，跨物种的直接比较十分困难。
针对上述难题，该研究基于此前提出的利用脑连接信息绘制脑图谱的基本思想，绘制出黑猩猩脑网络组图谱。利用这一图谱，研究重建了同源白质纤维束，为人类和黑猩猩构建了连接指纹图，并为在亚区级别进行细粒度的跨物种脑连接差异分析以及识别相关的白质束提供了可能。进一步，研究检查了每个物种脑连接模式的广泛侧化，并将这些模式与物种间连接性差异的关系对齐到一个共同的空间中，识别了与物种间连接性差异相关的基因及其表达模式。
研究发现，黑猩猩脑网络组图谱揭示了与人类大脑皮层显著不同的连接模式，特别是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层。这些差异与大脑皮层扩张的模式不同，表明大脑皮层演化中的连接性变化可能比之前认为的更为复杂和微妙。同时，研究显示，物种间连接性不对称的区域，其形成可能与演化分歧有关。这些连接性差异区域高表达的基因，富集在对皮层投射回路和突触形成重要的细胞类型中，表明这些基因在神经回路的发展、功能和演化中发挥了重要作用。
这一黑猩猩脑网络组图谱呈现了黑猩猩脑部的详细地图，将成为神经科学研究的重要资源，有望为揭示人类大脑独特性提供新线索。该研究通过将神经影像数据与遗传数据相结合，为人类认知能力演化的物种特异性差异提供了潜在的基因表达相关性。后续，研究团队将专注于建立更准确的跨物种同源映射，以进一步增强跨物种脑图谱在理解神经系统演化中的实用性。
相关研究成果发表在《创新》（The Innovation）上。研究工作得到科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目和国家自然科学基金等的支持。为促进全球科研人员的合作研究，该团队已公开黑猩猩脑网络组图谱的表面和体积数据文件以及支持所有图表的源数据。
论文链接
开源数据
研究框架图
从黑猩猩到人类的脑演化之旅
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