蓝翡翠实验室改良病毒标记策略 绘制出小鼠听觉皮层全脑输入-输出图谱

9月23日,记者从重庆脑与智能科学中心获悉,近日,蓝翡翠实验室联合陆军军医大学、重庆医科大学等研究团队合作,在《基础研究》(Fundamental Research)上发表了题为“Brain-wide atlas of outputs and inputs of mouse auditory cortex revealed by modified viral labeling strategies”的研究论文,通过改良病毒标记策略,绘制出小鼠听觉皮层全脑输入-输出连接图谱,为解析听觉信息处理的神经环路机制提供了关键技术支撑与全新见解。
据了解,理解全脑连接是揭示神经功能原理的核心前提。传统神经元标记方法虽为结构图谱绘制奠定基础,但仅依赖轴突追踪的技术存在明显局限——难以区分真实轴突末梢与纤维通路,常导致连接性估算偏差;且顺行跨突触示踪工具(如单纯疱疹病毒、水泡性口炎病毒)普遍存在神经毒性强、突触扩散不可控等问题,制约了连接图谱的精准度。
针对这一难题,研究团队创新性地将核定位荧光标记融入逆行与单突触顺行病毒追踪策略,结合高分辨率全脑成像技术,实现了对小鼠听觉皮层(ACx)输入-输出关系的精准定位,为解决传统方法的技术瓶颈提供了全新方案。通过对标记结果的分层分析,研究团队发现了与传统认知截然不同的连接模式。此前研究认为听觉皮层对初级躯体感觉皮层(SSp)与初级视觉皮层(VISp)这些区域的投射主要集中在1-3层,而本研究证实,投射主要局限于第5层,1-3层仅存在稀疏分布;首次发现听觉皮层存在直接投射至胼胝体(CC)的神经元。作为连接左右大脑半球的主要神经束,胼胝体此前未被发现与听觉皮层存在直接连接,这一发现为跨半球听觉信息交互机制提供了全新研究方向。
该研究不仅通过技术创新提升了全脑连接图谱的空间精度与可解释性,更通过发现听觉皮层的全新投射靶点(如胼胝体)与层间连接模式,刷新了学界对听觉网络组织的传统认知。
据悉,蓝翡翠实验室成立于2023年12月23日,旨在推动我国航天智能基础理论的原始创新,瞄准航天智能技术的发展需求、理论方法和学科前沿,聚焦脑信息处理机制、生物脑工作原理与类脑智能计算、航天脑机接口等领域方向,构建“BS+IT+AT”(Brain science + Intelligence technology + Aerospace technology)战略体系,引导航天智能研究方向,形成一批国际领先的创新研究成果,组建一支跨学科、跨行业的高质量创新型“产学研用”科技团队,打造新一代航天智能技术研发创新聚集区,为我国航天装备的智能化水平提升,提供强有力的技术引领与智力支撑。