图：结合高通量功能成像技术制作的皮层神经元网络，达到单细胞的分辨率，其中每一根“线”及它们之间的连接都能看见，一些神经元根据它们在活脑中的活动方式被编成不同颜色。这也是功能连接组学上的最新样本。

为了加速对人类大脑的认知，促进健康和疾病的治疗预防，2003年，微软公司缔造者、美国富豪保罗艾伦建立了艾伦脑科学研究所，截至目前他已在艾伦脑科学研究所投入了超过5 亿多美元，而且该研究所已经取得了不少突出的研究成果，可以说是非常成功的，也因此深受许多科学家的尊重。

脑皮层是对外界信息进行高级处理的地方，最简单的神经网络也包含了数百万个连接，研究这些巨大的网络是理解大脑如何工作的关键。研究工作从识别小鼠视觉皮层的神经元开始，然后制作超薄脑切片，对目标细胞和突触拍摄大量图像，重建了三维图，跟踪各个神经元定位它们之间的连接。

分析这些数据产生了许多成果，包括首个支持以往观点的直接结构证据：那些执行相似任务的神经元之间，比执行不同任务的更容易形成连接，而且执行相似任务的神经元连接更多。

NERF首席研究员温森特·博宁说：“我们首次发现了一些解剖证据，在皮层网络中存在模块化结构，神经元之间存在支持特定功能连接的结构基础。我们的方法能确定神经回路的组织原则。现在我们打算找到皮层连接的基本图案，作为大脑网络功能的结构单元。”

这一脑网络计划开始于近10年前。艾伦脑科学研究所高级研究员克雷·雷德说，这些成果是该计划的一个里程碑。他们用了高通量技术，收集了多个关于脑活动和脑回路的大数据库。研究在规模和细节上都达到前所未有的程度。同时他们也学到了大量脑网络方面的知识，可帮助掌握脑结构与功能间的关系。

雷德接着说：“这就像一个乐手随机就坐的交响乐团。如果你只听附近的一些音乐家，这没有意义。通过听每一个人，你将会理解音乐；它实际变得更加简单了。如 果随后你去问询每个音乐家都听谁的，或许你甚至可以搞清楚他们是如何创作音乐的。这里没有指挥，因此管弦乐团需要进行沟通。”

研究数据即将放到网上，与其他研究人员共享(艾伦脑科学研究所的数据和工具都在这里)。论文第一作者、HMS神经生物学博士Wei Chung Allen Le说：“虽然这是整个研究中的一个里程碑，但它只是开始。通过发现脑回路、神经元和网络计算之间的关系，现在我们有了可以对大脑逆向工程的工具。”

Lee补充说：“我们已在大脑皮层网络中发现了模块结构的首批解剖学证据，以及神经元间功能特异性连接的结构基础。我们采用的方法使得我们能够定义神经回路的组织原理。我们现正在做好了准备去发现大脑皮质连接模体（motif），它们有可能是大脑皮层网络功能的基本构件。”

文章链接：

Anatomy and function of an excita tory network in the visual cortex 

（本文参考自科技日报，略有修改）

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