2024年4月24日,冷泉港实验室神经科学家Anthony M. Zador、多伦多大学Jesse Gillis、艾伦脑科学研究所的陈筱寅等研究人员在Nature杂志发表了题为Whole-cortex in situ sequencing reveals input-dependent area identity的文章。
研究人员使用一种名为BARseq的技术研究九只小鼠前脑半球的基因表达和兴奋性神经元类型的分布,生成了具有详细基因表达的1030 万个细胞的高分辨率图谱,其中包括 4,194,658 个皮层细胞。他们发现,虽然大脑区域共享相同类型的神经元,但这些细胞的特定组合赋予了每个区域独特的 "标签",类似于细胞身份证。
研究人员发现,尽管大多数神经元群存在于多个皮层区域,但不同区域的神经元群组成是不同的。高度连通区域的神经元组成更为相似,这表明大脑皮层的转录组学组织是模块化的,与之前研究中通过连通性定义的大脑皮层层次和模块相吻合。
为了探索大脑皮层神经元的转录组特征如何依赖于发育,研究人员评估了新生小鼠双目摘除后的细胞类型分布。值得注意的是,双眼摘除导致视觉区域的细胞类型组成特征向同一模块内的相邻皮质区域转移。通过比较有双目和无双目的同胎小鼠,研究人员发现外部信号在形成大脑皮层基因表达和特定区域细胞类型组成特征方面起着关键作用。
总之,该研究利用BARseq技术绘制了大脑图谱,揭示了感官输入在塑造和维持每个大脑区域独特的细胞身份方面的关键作用。