武城网站建设电话,南海最新军事,网站建设程序代码,苏州网络营销推广软件运营来源#xff1a;智能研究院【新智元导读】今天#xff0c;脑科学计划宣布启动的「细胞图谱网络项目」#xff0c;目标是绘制世界上最全面的人类大脑细胞图谱。这种雄心#xff0c;堪比当年的人类基因组计划。今天#xff0c;美国国立卫生研究院#xff08;NIH#xff09…来源智能研究院【新智元导读】今天脑科学计划宣布启动的「细胞图谱网络项目」目标是绘制世界上最全面的人类大脑细胞图谱。这种雄心堪比当年的人类基因组计划。今天美国国立卫生研究院NIH宣布了两个由「脑科学计划」发起的创新项目一个是「脑科学计划之细胞图谱网络项目」(BICAN)另一个是「精确脑细胞访问设备中心」。未来5年BICAN项目将获得5亿美元的资助旨在绘制世界最全面的脑细胞图。研究院认为这些BRAIN 2.0项目旨在改变我们对脑细胞类型的理解以及获取它们所需的精确工具使我们离了解人脑的复杂工作机制又近了一步。破解「大脑黑箱」的新项目说起这个「脑科学计划」(BRAIN Initiative)它可是大有来头。它于2013年由时任美国总统奥巴马发起至今已走过了9个年头。「脑科学计划」是从关注工具开始之后「脑科学计划」发起了「大脑细胞普查网络项目」并在2021年产生了大量论文。这些研究结合了数百万个细胞的遗传特征、形状、位置和电活动的数据以确定小鼠、狨猴和人类初级运动皮层协调运动的 100 多种细胞类型。参与「大脑细胞普查网络项目」的数百名研究人员目前正在完成对老鼠大脑其余部分的细胞普查。等项目全部结束它有望成为神经科学圈广泛使用的免费资源。在耗资数十亿美元、做了大量前期研究工作后「脑科学计划」终于有底气提出最雄心勃勃的挑战:绘制世界上最全面的人类大脑细胞图谱。科学家们表示「脑科学计划之细胞图谱网络项目」(BICAN)未来5年内能有5亿美元每年1亿美元的资助这可以支持他们了解人类大脑是如何工作的以及疾病是如何影响大脑的。艾伦脑科学研究所获得了 BICAN 三分之一的资助该研究所所长曾宏奎认为「BICAN使用了与大脑细胞普查网络项目类似的方法但规模在扩大」。从披露的资料看曾宏奎所言不虚由于BICAN将描述和绘制整个人类大脑的神经和非神经细胞而人类大脑有2000亿个细胞比老鼠的大脑大1000倍。这个难度显然比「大脑细胞普查网络项目」高很多。曾宏奎相信这项工作结果的意义是非凡的该项目将作为一种神经科学的人类基因组计划的参考。索尔克生物研究所的Joseph Ecker也对该项目抱有很大的期待。索尔克生物研究所领导BICAN表观遗传学研究研究在不改变 DNA 的情况下传递的遗传变化。Joseph Ecker说「我们将尝试涵盖人类从成长到衰老的跨度」。对于BICAN的雄心美国国家卫生研究院(NIH)显然是力挺的。NIH的BRAIN项目主任John Ngai说BICAN「将改变我们世世代代进行神经科学研究的方式」。Ngai希望BICAN能全面研究几百个人类大脑尽管研究人员才刚刚开始研究细节。Ngai说:「采样和覆盖范围将是一个非常非常大的讨论话题。」今天宣布的另一项3年内3600万美元的资金将用于资助「精确脑细胞访问设备中心」这个项目将利用新的脑细胞普查数据和先进的技术为科学家创建工具包。比如该中心将开发病毒载体和脂质纳米颗粒它们将锁定并在基因上调整特定类型的脑细胞。图脂质纳米颗粒在生命科学领域的应用有了这个工具包科学家们就能探究包括实验室动物和人体组织标本在内的模型系统中的特定脑细胞和神经回路从而帮助科学家研究细胞功能并开发疾病治疗方法。举个例子该工具包能帮助科学家加深他们对神经电路功能的理解并允许他们使用高精度和可重复性的分子探针针对特定的脑细胞和电路从而研究复杂行为下的细胞和电路特异性活性为未来的精确基因治疗奠定基础。这些大型项目连同「脑科学计划」后续的「跨尺度连接网络项目」(BRAIN CONNECTS专注于追踪哺乳动物大脑中的接线图预计明年初它将得到为期5年的3000万美元资助)有望改变神经科学研究阐明控制行为回路基础的基本原理并为人类大脑疾病的治疗提供新方法。到目前为止NIH在BRAIN项目上总共投入了25亿美元预计到2026年底将达到52亿美元。脑计划研究为了解开大脑的奥秘2017年NIH通过推进创新神经技术开启了「大脑细胞普查网络项目」(BICCN)。这一项目旨在对人类、猴子和小鼠大脑中的不同细胞类型进行全面识别和编目。随着这一项目开展了3年2021年10月在这一领域的研究轰然开炸。Nature更是16篇论文齐发。研究人员在分子水平上全面绘制出了哺乳动物初级运动皮层细胞类型的特征图标志着这项雄心勃勃项目的第一步已经完成。这些研究主要对初级运动皮层的逐个细胞级的图谱绘制。而之所以选择初级运动皮层是因为这部分大脑结构在所有哺乳动物中都很相似。尽管人类、猴子和老鼠的大脑之间存在许多差异但我们控制运动的方式实际上是非常相似的。初级运动皮层是哺乳动物大脑的外层不仅整合了感觉和运动信息还产生了复杂的认知功能。如下图人类左、狨猴中和小鼠大脑右中按脑细胞类型聚类的转录组数据。这个成果可谓意义非凡绘制出的大脑图谱将帮助人类更好地理解大脑疾病包括那些攻击控制运动神经元的疾病如肌萎缩性脊髓侧索硬化症等。此外在大脑上的研究美国大科技公司也投入不少精力比如谷歌。2019年谷歌首次成功重建了果蝇大脑神经元的3D模型。研究人员通过Flood-Filling Network算法和TPU芯片将果蝇大脑切分成数千个40纳米的超薄切片。并且使用透射电子显微镜生成每个切片的图像产生了40万亿像素以上的果蝇大脑影像然后将2D图像排列对齐形成完整果蝇大脑的3D图像。40万亿像素下的果蝇大脑重建紧接着2020年谷歌公布了果蝇「半脑」连接组绘制的图像涵盖了25000个神经元按体积计算大约占果蝇大脑的三分之一。2021年发布了最新的「H01」数据集这是一个 1.4 PB 的人类脑组织小样本渲染图。这也是第一个大规模研究人类大脑皮层的「突触连接性」的样本这种连接性跨越了大脑皮层中所有层面的多种细胞类型。目前为止人类的大脑对于今天的我们还是非常神秘的存在。脑计划研究的不断推进未来将帮助我们破解人类大脑的奥秘同时对于AGI的研究也将是巨大的推动。参考资料https://www.science.org/content/article/nihs-brain-initiative-puts-dollar500-million-creating-detailed-ever-human-brain-atlashttps://www.nimh.nih.gov/news/science-news/2022/nih-brain-initiative-launches-projects-to-develop-cell-atlases-and-molecular-tools-for-cell-access未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市大脑研究计划构建互联网城市大脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。每日推荐范围未来科技发展趋势的学习型文章。目前线上平台已收藏上千篇精华前沿科技文章和报告。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
