在大科學(xué)項(xiàng)目清單中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的一個(gè)項(xiàng)目，就是找到人類(lèi)大腦的“布線(xiàn)圖”，這個(gè)包含有上千億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，百萬(wàn)億個(gè)神經(jīng)連接的大型網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控著我們機(jī)體的各種動(dòng)作，各個(gè)決策，以及喜怒哀樂(lè)。要了解這個(gè)神奇的大腦網(wǎng)絡(luò)，第一步，我們需要完成完整小鼠大腦的圖譜。

來(lái)自冷泉港實(shí)驗(yàn)室的研究人員完成并公布了小鼠大腦環(huán)路的詳細(xì)細(xì)節(jié)，這第一批數(shù)據(jù)包含有500 terabytes，這個(gè)稱(chēng)為小鼠大腦結(jié)構(gòu)工程（Mouse Brain Architecture Project，MBA）的項(xiàng)目計(jì)劃描述嚙齒類(lèi)動(dòng)物大腦整個(gè)分布情況，這是首個(gè)脊椎動(dòng)物大腦環(huán)路圖譜。

“目前關(guān)于大腦環(huán)路的信息并不完整”，美國(guó)國(guó)家藥物濫用研究所遺傳學(xué)與分子神經(jīng)生物學(xué)專(zhuān)家Jonathan Pollock 說(shuō)，“缺乏神經(jīng)環(huán)路的信息，使得科學(xué)團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到需要構(gòu)建關(guān)于大腦微觀(guān)，中觀(guān)和宏觀(guān)尺度的圖譜。”

MBA項(xiàng)目填補(bǔ)一些研究的空白，比如美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的人類(lèi)連接組項(xiàng)目（Human Connectome Project），以及ALLEN Brain Connectivity Atlas。前者計(jì)劃在人類(lèi)大腦功能的基礎(chǔ)，分享有關(guān)人類(lèi)大腦的結(jié)構(gòu)和功能連接的數(shù)據(jù)映射神經(jīng)通路，這一項(xiàng)目將使我們理解是什么使我們?nèi)祟?lèi)能創(chuàng)造出重大進(jìn)展，并會(huì)為未來(lái)在許多神經(jīng)和精神疾病的異常腦回路研究建立一個(gè)新階段。

而后者則是由Paul G. Allen和Jody Allen Patton共同投資興建的非盈利性質(zhì)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)——腦科學(xué)Allen研究院進(jìn)行的關(guān)于大腦連接的一項(xiàng)整體分析。

Pollock教授表示，由于小鼠一直以來(lái)都是人類(lèi)遺傳學(xué)的一個(gè)重要模型，對(duì)于我們了解在一些疾病，比如阿爾茲海默，自閉癥，神經(jīng)分裂等方面提供了許多幫助。近年來(lái)科學(xué)家們聚焦于哺乳動(dòng)物大腦，通過(guò)電子顯微等技術(shù)，分析個(gè)體突觸，神經(jīng)元之間連接點(diǎn)等。但是這些方法對(duì)于分析整個(gè)小鼠大腦來(lái)說(shuō)，并不實(shí)用。

冷泉港實(shí)驗(yàn)室的研究人員采用4個(gè)注入示蹤劑來(lái)追蹤大腦環(huán)路，其中兩個(gè)是“經(jīng)典”的示蹤劑——霍亂毒素亞單位（choleratoxin subunit B），以及雙向神經(jīng)示蹤劑（biotinylated dextran amines），還有兩個(gè)是病毒示蹤劑：腺病毒群（adeno-associated virus），和經(jīng)修改的狂犬病毒。

這項(xiàng)研究獲得了小鼠大腦切片的高清晰度圖像，每張圖像大約都有十億像素。每個(gè)大腦大約有500張圖片，每張圖片拍攝的是20微米厚度的大腦組織光學(xué)成像結(jié)果。

除此之外，研究人員還在其中添加了公開(kāi)的一些數(shù)據(jù)，神經(jīng)科學(xué)家能通過(guò)http://mouse.brainarchitecture.org 獲取所有信息。這一網(wǎng)站采用的是“虛擬顯微”，來(lái)觀(guān)察大腦內(nèi)部，可以放大，顯示個(gè)體神經(jīng)元，以及神經(jīng)過(guò)程。研究人員可以采用不同的分辨率顯示器查看圖像。

領(lǐng)導(dǎo)這一項(xiàng)目的生物物理學(xué)家Partha Mitra表示，將與大家共享這些數(shù)據(jù)，除此之外，其研究組還準(zhǔn)備了一個(gè)教程，幫助一些不是這一領(lǐng)域的研究人員利用這一網(wǎng)站的資源。

在大腦作圖方面，2010年中國(guó)的科學(xué)家也獲得了突出的成果：研制了顯微光學(xué)切片層析成像系統(tǒng)，從而能獲得了小鼠全腦高分辨率圖譜。這一研究成果公布在Science雜志上。

研究人員利用顯微光學(xué)切片層析成像系統(tǒng)，對(duì)制備好的鼠腦為樣本，全自動(dòng)連續(xù)242小時(shí)進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集，共獲得15380層像素分辨率為0.3×0.3微米的冠狀斷面圖像。同時(shí)，科研組利用高定位精度的三維移動(dòng)平臺(tái)，及在切片中采用對(duì)先采取到的信息進(jìn)行驗(yàn)證分析的方法，對(duì)圖像準(zhǔn)確定位和預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)了突起水平的小鼠全腦結(jié)構(gòu)成像，獲得了一套來(lái)自同一只老鼠的全腦組織切片圖譜。這種介觀(guān)水平的小鼠全腦神經(jīng)解剖圖譜，為數(shù)字化鼠腦結(jié)構(gòu)和腦功能仿真研究提供了重要的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。