Cell | 揭秘意识关键脑区，华大等发布全球首个猕猴屏状核多模态图谱

主要观点总结

本文探讨了意识的产生与屏状核的关系，这是被DNA双螺旋结构和中心法则提出者Francis Crick认为是意识产生的关键区域。科学家们通过全球首个非人灵长类屏状核多模态图谱揭示了猕猴与啮齿类动物的屏状核结构差异，证实了屏状核内特异的神经元，为理解人类意识产生的进化机制提供了新思路。研究结合了单细胞组、时空组和联接组等多组学数据，通过绘制屏状核单细胞分辨率的时空图谱，揭示了屏状核的功能和结构，为深入研究屏状核奠定了基础。研究还发现了灵长类特有的神经元，并证实了不同功能区内富含的神经元亚型不同。

关键观点总结

关键观点1: 全球首个非人灵长类屏状核多模态图谱的发布。

该图谱揭示了猕猴与啮齿类动物的屏状核结构和细胞类型存在显著性差异，为理解人类意识产生的进化机制提供了研究思路。

关键观点2: 屏状核的功能和结构研究。

研究通过单细胞组、时空组和联接组等多组学数据，绘制了屏状核单细胞分辨率的时空图谱，揭示了屏状核整合全脑信息的物理连接基础。

关键观点3: 灵长类特有神经元的发现。

研究发现了猕猴屏状核中约40%的细胞类型为灵长类特有，这些神经元可能参与特定的大脑功能。

关键观点4: 多组学融合在脑科学研究中的重要性。

通过整合多组学数据，研究团队首次构建了非人灵长类屏状核的多模态图谱，为理解意识的本质和探索脑疾病机制奠定了基础。

正文

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屏状核是一个薄如纸片的不规则的神经结构，隐藏在大脑外部皱褶的皮质下方的一个神秘区域。它犹如一个巨大的神经中央车站，大脑皮层几乎每块区域与其都有纤维连接。

本研究中，研究团队 运用华大自主研发的单细胞测序技术和时空组学技术Stereo-seq，首次绘制了猕猴屏状核单细胞分辨率的时空图谱，这也是全球首个非人灵长类屏状核时空图谱 ，揭秘了屏状核中的每个脑细胞的基因信息，并为其标注了“住址”。同时，通过分析屏状核与猕猴全脑大量脑区的双向连接，绘制迄今最完善的非人灵长类屏状核全脑介观联接图谱，揭示了屏状核整合全脑信息的物理连接基础。多维的数据资源的结合，为科研人员深入解析屏状核这一关键脑区的结构和功能奠定了基础。 目前该图谱数据已完整公开（https://macaque.digital-brain.cn/claustrum）。

猕猴屏状核单细胞时空转录组及全脑连接组图谱网站

揭示灵长类特有神经元

通过分析猕猴屏状核22.7万个细胞，研究团队鉴定出48种细胞亚型。而通过将屏状核与周围脑区的细胞类型进行对比，发现超过80%的屏状核神经元与大脑皮层（尤其岛叶皮层）深层神经元高度相似，这提示屏状核的主要功能可能与长程投射调控大脑其它脑区相关。

而通过对比猕猴、狨猴和小鼠的数据，研究团队发现猕猴屏状核中约40%的细胞类型为灵长类特有。例如，其中一种兴奋性神经元GNB4在猕猴屏状核中高达64.7%，且呈区域特异性分布，而在小鼠中仅占14.7%，且呈现均匀分布特征。这表明， 在进化过程中，猕猴屏状核演化出灵长类特异的细胞类型，分布在屏状核内特定区域，参与特定的大脑功能

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