撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

哺乳動物的大腦皮層通過復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)感覺處理、運動控制和認知活動，然而，支配單個神經(jīng)元連接的組織原則及其與轉(zhuǎn)錄組和神經(jīng)元活動的關(guān)系，仍不為人知。

2026 年 1 月 7 日，中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心嚴軍、王曉飛、徐春、許曉鴻作為共同通訊作者（高樂為論文第一作者），在 Cell 子刊Neuron上發(fā)表了題為：Integrative analysis of single-neuron projectomes links connectome, transcriptome, and function in the mouse cortex 的研究論文，該論文被選為當期封面論文。許曉鴻現(xiàn)為復旦大學腦科學研究院研究員，高樂現(xiàn)為上海交通大學醫(yī)學院耳科學研究所研究員。

該研究成功繪制了覆蓋小鼠全皮層區(qū)域的單個神經(jīng)元軸突投射圖譜，揭示了大腦連接組、轉(zhuǎn)錄組與功能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

研究團隊繪制了涵蓋全皮層區(qū)域的單個神經(jīng)元軸突投射圖譜，并揭示了小鼠大腦中連接組、轉(zhuǎn)錄組和功能之間的關(guān)聯(lián)。該封面圖片將大腦喻為“靈魂之樹”，將單個神經(jīng)元軸突投射描繪成樹上的五彩花朵、枝干和根系。這棵“靈魂之樹“展現(xiàn)出高度有序的結(jié)構(gòu)，在夜空下照亮了整個原野，象征著我們探索自然世界的認知能力。

在這項新研究中，研究團隊重建了整個小鼠大腦皮層中 18621 個神經(jīng)元的投射組，確定了 346 種具有區(qū)域和層特異性分布的投射定義亞型。該分析揭示了七個具有亞模塊組織、高分辨率皮層層級結(jié)構(gòu)以及單個神經(jīng)元多樣化終端軸突形態(tài)的皮層-皮層模塊，這些發(fā)現(xiàn)完善了傳統(tǒng)的前饋/反饋模型。此外，該研究還揭示了皮層-皮層下投射，包括多個超直接的皮層-基底神經(jīng)節(jié)通路，并構(gòu)建了皮層神經(jīng)元與其皮層下目標區(qū)域之間的詳細圖譜。

最后，研究團隊證明了這一精細的皮層間連接圖譜與全皮層范圍內(nèi)的鈣離子活動、神經(jīng)元電活動以及基因表達密切相關(guān)。

這些研究結(jié)果為理解小鼠大腦皮層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供了基礎(chǔ)框架，為深入研究皮層功能提供了重要線索，對類腦計算和模擬也具有重要意義。

論文鏈接：

https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(25)00800-1