对小鼠皮层中单个神经元投射组的综合分析，将连接组、转录组和功能联系了起来

《Neuron》：Integrative analysis of single-neuron projectomes links connectome, transcriptome, and function in the mouse cortex

　　小鼠皮层近2万单神经元投射图谱揭示七层模块化组织结构，高分辨率皮层层次分布及多样化终末分支模式，完善传统皮层前馈/反馈模型。发现皮层-下皮层投射包含多条直接至基底神经节的超直接路径，构建神经元与下皮层靶区拓扑图谱。证实该图谱与钙活动、电活动及基因表达高度相关，为解析皮层神经网络提供新框架。

　　

亮点

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重建了整个小鼠大脑皮层的18,621个单神经元投射图谱

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皮层间的连接呈现出嵌套的模块化组织结构

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以高分辨率绘制了皮层层次结构

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皮层间的连接与基因表达和神经元活动相关

总结

哺乳动物的大脑皮层通过复杂的神经网络协调感觉处理、运动控制和认知功能，然而调控单神经元连接及其与转录组和神经元活动关系的组织原则仍然难以捉摸。在这里，我们重建了整个小鼠大脑皮层中近20,000个神经元的投射图谱，识别出346种具有区域和层特异性分布的神经元亚型。我们的分析揭示了七个具有次模块化组织结构的皮层模块、高分辨率的皮层层次结构，以及单神经元多样的末端分支模式，这些发现进一步完善了传统的前馈/反馈模型。此外，我们还发现了皮层与皮下结构的连接，包括多条从皮层到基底神经节的直接通路，并构建了皮层神经元与其皮下目标区域之间的详细拓扑图。最后，我们证明我们的精细皮层间连接图谱与整个皮层的Ca²⁺活性、神经元电活动以及基因表达密切相关。综上所述，我们的多模态分析为理解小鼠大脑的皮层神经网络提供了基础框架。

图形摘要