科技大观：绘制全脑神经活动图谱

问答网首页 > 最新热搜 > 广州 > 科技大观：绘制全脑神经活动图谱

近期，国际脑实验室汇集全球12个知名神经科学研究团队，在《自然》杂志发表了一项里程碑式的研究成果：他们绘制出首张覆盖小鼠全脑、贯穿完整决策过程的高分辨率神经活动图谱。这项历时多年、横跨多个国家和地区的协同攻关，不仅刷新了人们对大脑如何做出决策的认知，更以“分布式科研”拓展了国际脑科学研究的新范式。

对一般认知而言，人们习惯于将大脑想象成一台精密的机器，不同脑区各司其职——视觉区“看”，运动区“动”，前额叶“思考”。其实，真实的大脑运行过程，可能更像一座昼夜不息的超级都市，信息在数百个功能区、数以万计的神经元之间高速流转、动态整合。要破解决策背后的神经密码，仅靠观察一两个脑区无异于管中窥豹。而由于当前技术的局限，研究者们难以在同一样本对象中实现全脑神经元活动的同步记录，数据标准的不一更使得跨实验室研究的整合难以实现。

此次国际脑实验室的研究打破了这一困局。他们建立了一套高度标准化的实验范式：在12个分布于全球各地的实验室中，研究人员使用相同的设备、训练流程和行为任务，让小鼠完成一项看似简单的视觉抉择——当屏幕左侧或右侧出现图案信号时，小鼠转动转盘将图案移到屏幕中间以获取饮水“奖励”。这一看似简单的任务包含了感知、决策、行动与反馈等认知环节。

为了捕捉全脑的神经响应，研究团队在139只小鼠的大脑中累计进行了699次电极插入，覆盖了279个解剖学定义的脑区，记录下约62.2万个神经元的放电活动。所有数据通过统一的分析流程进行整合，最终构建出一张动态、全景式的“全脑神经活动图谱”。需要强调的是，这并非单只动物的“全脑实时录像”，而是通过标准化实验与大规模数据融合，拼接出统计意义的全脑决策图景——如同用千万张航拍照片合成一座城市在不同时段的灯光热力图。

研究显示：当小鼠进行任务时，其大脑并非陆续启动一个个“指挥中心”，而是呈现出一场“全城点亮”式的协同激活。视觉刺激首先在经典视觉通路引发局部“亮灯”，然后信号迅速向全脑扩散，与运动准备、执行、奖赏预期等相关的信号在皮层与皮层下区域此起彼伏。尤为关键的是，与“左还是右”的抉择本身相关的神经编码，并非局限于前额叶等高级脑区，而是在多个脑区几乎同步涌现。这表明，脑内决策需要多个神经节点在毫秒级“时间窗”内相互作用、加权整合，共同形成行为输出。当“奖励”到来时，实验小鼠全脑还出现广泛的节律性同步活动，展现出神经系统的高度协同性。

这一发现对脑科学发展的意义深远。它意味着多个脑区的大量相互连接的神经元以一种“去中心化”的全脑动态协同方式实现决策等高级认知功能，也提示我们，许多神经精神疾病（如抑郁症、精神分裂症）可能并非单一脑区损伤所致，而是大规模神经网络协调失衡的结果。未来的治疗策略或将从“定点修复”转向“网络调控”，通过精准干预关键节点，恢复整体功能的动态平衡。

不过，当前图谱主要是揭示神经活动与行为之间的相关性。要确立因果关系，还需结合光遗传学、化学遗传学等干预手段，进一步验证整个网络连接体系中各个神经回路在决策中的作用。同时，该实验中的动物处于头部固定状态，未来如何在实验对象自由行为场景下进行全脑记录，也是一个重要的课题。进一步讲，这一神经活动的“灯光地图”通过与神经连接的“线路地图”研究相互印证、叠加整合，从而构建出多维度的全景神经图谱，为实现真正的“大脑数字孪生”提供可能。

值得一提的是，此次研究的组织方式也展现出高度的协同性。12个实验室如同大脑中的不同区域，在统一标准下分工协作、共享数据，最终实现远超单个团队能力的科学突破。通过这种“分布式科研网络”模式，全球研究者将绘制不断完善的图景，共同探索脑功能的深层机制，推动类脑智能、脑机接口与神经精神疾病治疗的持续突破。

（作者为中国科学技术大学生命科学学院教授）

(责编：王雅蝶、张永生)
文章来源：http://gd.people.com.cn/n2/2025/1201/c123932-41427972.html

免责声明： 本网站所有内容均明确标注文章来源，内容系转载于各媒体渠道，仅为传播资讯之目的。我们对内容的准确性、完整性、时效性不承担任何法律责任。对于内容可能存在的事实错误、信息偏差、版权纠纷以及因内容导致的任何直接或间接损失，本网站概不负责。如因使用、参考本站内容引发任何争议或损失，责任由使用者自行承担。

广州相关问答

2026-02-28 2025年12月份全球经贸摩擦指数继续处于高位
中新网2月28日电中国贸促会28日举行例行新闻发布会。会上，中国贸促会新闻发言人王文帅发布2025年12月份全球经贸摩擦指数。王文帅指出，从综合指数看，12月份全球经贸摩擦指数为104，处于高位。全球经贸摩擦措施涉及金额...
2026-02-23 春节假期广东实现旅游收入848.9亿元
中新网广州2月23日电(记者程景伟)广东省文化和旅游厅23日通报，据初步测算，2026年春节假期九天(2月15日至2月23日，年廿八至初七)，该省接待游客8658.9万人次，较2025年春节假期八天增长8.1%(以下均按...
2026-02-24 2025年广东数字贸易额1042.8亿美元同比增长9.2%
中新网广州2月24日电(记者程景伟)据广东省商务厅24日消息，2025年广东数字贸易额1042.8亿美元，同比增长9.2%，占全国总量27.3%。广东全省高质量发展大会数字经济与贸易新业态分会场24日下午在广州举行。广东...
2026-02-23 春节假期最后一天国铁广州局迎返程客流最高峰
中新网广州2月23日电(郭军侯钰婷陈怡霏)2月23日，农历大年初七，是今年春节假期的最后一天。随着春节假期进入尾声，探亲流、务工流、旅游流高度叠加，国铁广州局当日预计发送旅客259.7万人次，同比增长15.4%；湖南地区...
2026-02-24 2026年上半年全国征兵工作今日开始
今天(2月24日)，2026年上半年全国征兵工作开始，各地兵役部门严把兵员选拔关，筑牢国防建设基石。在甘肃兰州安宁区“一站式”体检现场，首批参加体检的200余名应征青年有序进行内外科、眼科、B超、心理测试等项目检查。各检...
2026-02-28 国家统计局：中国持续成为世界经济增长最大贡献者
中新社北京2月28日电(记者王恩博)中国国家统计局2月28日公布《2025年国民经济和社会发展统计公报》。国家统计局副局长盛来运评读公报时称，放眼全球，中国5%的经济增速在主要经济体中位居前列，对世界经济增长贡献率预计保...