Nat Neurosci：揭示细胞类型塑造人类大脑网络背后的分子机制

人类大脑功能特性的产生，部分是源于构成大脑皮层的多种多样的细胞类型，大脑皮层能大致分为不同的网络，这些网络能被嵌入到处理流或梯度中，其会从单峰系统（unimodal systems）中延伸到高阶相关区域中。

近日，一篇发表在国际杂志Nature Neuroscience上题为“The cell-type underpinnings of the human functional cortical connectome”的研究报告中，来自耶鲁大学等机构的科学家们通过研究揭示了不同类型的脑细胞之间如何协同工作在人类大脑中形成大规模的功能性网络，即能支持从机体感觉处理到复杂决策等功能的相互关联网络，这或许就为理解人类大脑健康和疾病提供了新的见解。

通过精确定位这些细胞基础，研究人员或许就能深入理解机体认知和心理健康背后的细胞基础。大脑的功能特性源于大脑皮层中不同的细胞类型，大脑皮层是许多复杂心理任务的最外层结构，如今神经科学研究的一个主要目标就是理解机体的遗传、分子和细胞过程支持大脑组织特性背后的分子机制，这是通过功能性的磁共振成像来实现的。

Jorstad snDrop测序样本的分布

从历史上来看，科学家们往往能通过分析个体死后的组织样本或在动物机体中所使用的侵入性技术来研究大脑的组织架构，比如研究组织结构（组织学）、追踪神经通路，测定电活性（电生理学）或观察特定区域受损后的改变情况（损毁法，lesion methods）。在遗传学和技术上的进步就能促使研究人员更精确地分析大脑细胞是如何在人类组织中进行组装的。

这项研究中，研究人员利用最近开发的死亡后基因表达图集进行研究，该图集能绘制出大脑不同区域中的基因差异化表达情况，从而就能深入探索不同类型的细胞如何在空间上与一般人群的大脑网络研究相一致。研究者发现，某些细胞类型的分布与大脑皮层中的特殊网络一致，无论是在单一细胞类型的水平上还是在多元细胞图谱或指纹的水平上。这些研究发现强调了人类大脑功能组织与其细胞基础之间的关联。

研究者Holmes说道，这项研究对于理解机体健康和疾病状态下大脑功能的细胞基础具有非常重要的意义，同时也为未来研究奠定了一定的基础，未来研究人员还想深入研究探索不同的细胞类型是如何在大脑网络中协同工作，从而测试细胞如何促进大脑功能的其它潜在模型。未来研究中，研究人员还将分析如何将这些不同的细胞定义的层次结构进行整合并考虑体内大脑功能的替代模型。综上，本文研究结果表明，大脑皮层的体内组织或能反映到其细胞组成的空间变异性上。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Zhang, XH., Anderson, K.M., Dong, HM. et al. The cell-type underpinnings of the human functional cortical connectome. Nat Neurosci (2024). doi：10.1038/s41593-024-01812-2