团队|瞭望 | 在“看见”大脑这一世界级工作中，这支团队全球领先10余年——专访中国科学院院士、海南大学校长骆清铭( 二 )_工作|研究|中国科学院|一世|骆

【团队|瞭望 | 在“看见”大脑这一世界级工作中，这支团队全球领先10余年——专访中国科学院院士、海南大学校长骆清铭】从“看得清、看得全”层面，需要发展成像技术，不仅要能分辨脑的不同组成单元，微小如细胞、单个轴突、单个突触也能被清晰分辨，同时又要能将成像范围覆盖完整全脑，做到处处可辨。
从“看得懂”层面，则需要发展海量数据存储、处理与可视化技术，从中高效提取脑科学研究所需的有用信息，进而转化为新知识，帮助人们改变对脑和疾病的认识。
可以说，每个层面面临的挑战都是巨大的。
《瞭望》：为了“看见”大脑，科学家研究了哪些技术？
骆清铭：各国科学家发展了各种各样的技术。按分辨水平，脑图谱可分为宏观、微观和介观不同层次。
磁共振成像（MRI）是典型的宏观脑图谱绘制技术，它能帮助我们看到脑区层次的响应和彼此之间的联接关系。 MRI能快速观测全脑，但不能在神经元/细胞分辨水平真实反映脑结构与功能活动，也就是说它“看”不清。
电子显微镜则是绘制微观脑图谱的重要手段，可以用纳米分辨率对局部突触联接进行解析，但电镜的成像范围极其有限，难以“看”全。有人测算过，即使只对1立方毫米的脑组织进行电子显微镜成像，也需要1万人1年的工作量。
我的团队在过去20多年发展的MOST系列技术则是介观脑图谱绘制技术的代表，能够对脑功能的基本单元神经元细胞的完整形态及其组成的全脑网络联接进行清晰成像。以MOST为核心的全脑定位系统（BPS）既能在亚细胞分辨水平、又能在全脑范围实现脑精细结构的观测。
BPS与电子显微镜和功能磁共振等技术的互相补充、融合，将构建出更完备的脑空间信息技术体系框架。
《瞭望》：你提出的脑空间信息学的基本内涵是什么？
骆清铭：脑空间信息学是以脑联接的基本结构与功能单元为研究对象，揭示脑联接空间信息机制，引导脑疾病防治与智能技术发展的新兴交叉学科。
脑空间信息学以脑科学和信息科学的基本理论为指导，运用新兴的全脑高分辨精准空间定位与成像方法。如BPS ，同时结合多种前沿脑科学研究技术，标记、获取、分析和可视化具有明确空间尺度和位置的精细脑网络结构与功能信息，以细胞/轴突/毛细血管分辨水平的高分辨率，在全脑范围测量与绘制脑结构和功能信息的三维空间分布及其动态变化。如神经元投射、神经/血管分布、基因组/蛋白组/代谢组/转录组分布等，从而获取三维精细的脑联接图谱、建立标准化的数据体系。
由此更进一步，运用数据科学和计算神经科学，从大数据中提取跨层次、多尺度的脑联接时空特征。如神经元和血管走向、同类型神经元的覆盖范围、神经元之间的时空联接特征及投射方向等，建立模型，揭示感知、记忆、意识和情感等脑联接空间信息机制，从而促进脑健康与智能技术的跨越式发展。

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