揭秘大脑连接与基因关系: 中科院自动化研究所发布突破性研究

18 02月 2025

2025-02-18 20:38

中国科学院自动化研究所脑网络组团队在《神经科学杂志》发表了一项重要研究成果，揭示了人类大脑皮层连接拓扑结构与遗传特性之间的内在联系。研究员樊令仲指出，大脑中的千亿个神经元通过数以万亿计的连接传递信息，而这些复杂连接的布局早在胚胎发育时就已按“基因设计图”进行构建。

研究团队利用弥散磁共振成像技术，构建出脑区间的连接图，并发现了三种主导的脑连接拓扑轴：背腹轴、前后轴和内外轴。这些轴线不仅关联感觉运动区与高级认知区的功能分化，还映射从初级感知到复杂逻辑的认知层级，反映了皮层表面至深部白质纤维的辐射模式。

进一步分析显示，关键基因如FGF8、PAX6和WNT3在胚胎期表达活跃，调控脑区分化和神经元连接模式。这些基因在成年后仍影响脑的结构和功能，为理解大脑组织规则提供了全新视角。该研究定义了全脑尺度的“全局连接拓扑”，并发现其与基因表达之间存在显著吻合，表明基因通过空间梯度方式引导脑连接精准布线。

这一成果不仅有助于深入理解大脑的功能分区及遗传对其组织规律的影响，还为探索神经发育障碍和脑疾病的遗传机制提供了新线索。