黑猩猩脑网络组图谱摘要图。
本报讯（记者赵广立）近日，中国科学院自动化研究所（以下简称自动化所）脑网络组研究团队联合国内外多个科研机构，在《创新》发布了迄今最精细的黑猩猩脑图谱——黑猩猩脑网络组图谱。该成果不仅为比较神经科学领域的研究提供了重要工具，也为理解人脑演化提供了新视角。
记者从自动化所获悉，为促进全球科研人员合作，研究团队目前已公开黑猩猩脑网络组图谱的表面和体积数据文件，以及支持所有图表的源数据。
黑猩猩是与人类亲缘关系最近的灵长类动物，与人类拥有800万至600万年前的共同祖先。尽管黑猩猩的大脑只有人类大脑的1/3左右，但在神经解剖学和认知功能上与人类相似，包括社会行为、工作记忆和工具使用。这些相似性使得黑猩猩成为理解人类演化的关键比较对象。
据研发人员介绍，当前跨物种神经科学研究面临的主要挑战是缺乏具有生物学意义的标准化脑部参考系统。以往的比较分析尝试通过细胞构筑、髓鞘配布、宏观解剖、功能连接模式、功能激活等来定义物种间的同源大脑皮层区域，但由于构建这些图谱所使用的模态和尺度不一致，造成跨物种的直接比较十分困难。
针对这一难题，脑网络组研究团队成功绘制出黑猩猩脑网络组图谱。利用这一图谱，研究团队重建了同源白质纤维束，并为人类和黑猩猩构建了连接指纹图，为在亚区级别进行细粒度的跨物种脑连接差异分析以及识别相关白质束提供了可能。
研究结果表明，黑猩猩脑网络组图谱揭示了与人类大脑皮层显著不同的连接模式，特别是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层。这些差异与大脑皮层扩张的模式不同，表明大脑皮层演化中的连接性变化可能比之前认为的更加复杂和微妙。此外，研究还发现了物种间连接性不对称的区域，其形成可能与演化分歧有关。在这些连接性差异区域高表达的基因，富集在对皮层投射回路和突触形成至关重要的细胞类型中，表明这些基因在神经回路的发展、功能和演化中发挥了重要作用。
研究人员表示，此次发布的黑猩猩脑网络组图谱呈现了黑猩猩脑部的详细“地图”，将成为神经科学研究的重要资源，并为揭示人类大脑独特性提供新线索。该研究通过将神经影像数据与遗传数据相结合，为人类认知能力演化的物种特异性差异提供了潜在的基因表达相关性。
据悉，研究团队的后续工作将专注于建立更准确的跨物种同源映射，进一步增强跨物种脑图谱在理解神经系统演化中的实用性。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100755