人类大脑中有1000亿个神经元, 每个神经元可以产生数千个连接或突触, 从而可能产生数百亿的连接. 神经科学家非常了解单个神经元的作用, 但对于大量神经元如何协同工作, 并产生想法, 感受乃至行为知之甚少.
研究人员通常使用显微镜来观察神经连接, 但既费力又昂贵. 传统的识别神经细胞间连接的技术称为荧光单神经元示踪, 向细胞内引入产生绿光的蛋白基因, 以便用光学显微镜观察神经元的连接.
该小组使用传统方法追踪了31个从视觉皮层到另外7个皮层区域的神经元连接. 用新的技术方法, 他们在短短3周内完成了来自591个神经元的连接, 而这些工作用传统方法需要3年才能完成.
新技术称为MAPseq, 通过遗传 '条形码' 标记细胞而起作用. 研究人员将含有随机RNA序列的病毒注入小鼠大脑, 进入细胞后, 每种病毒都会表达一种独特的30字母或核苷酸组成的RNA序列, 以及细胞沿着轴突自然运输的蛋白质. 蛋白质被设计成能与RNA '条形码' 相结合, 二者也沿着轴突拖动. 然后, 解剖小鼠目标大脑区域, 测序后能看到哪些标记的神经元连接到了哪个区域. 神经元与目标区域的连接越多, 该区域的测序数据中, 就会出现越多的神经元 '条形码' .
瑞士分子和临床眼科学研究所神经学家柏堂德·洛斯卡说, 这是首次描述皮层中长距离神经元连接的组织方式, 有助于提高人类认知自闭症和精神分裂症等脑部神经疾病的速度.