人腦是神經科學中最有趣的對象。最近，哈佛大學和谷歌的研究人員發(fā)布了一個 1.4 PB 的人類大腦皮層小樣本數據集(大腦的表層，負責更高層次的認知功能)。

該樣品已使用電子顯微鏡以 4nm 分辨率成像。它通過自動計算技術進行注釋并分析以獲得初步見解。成像數據、重建結果和注釋可通過交互式 3D 可視化界面訪問。它可以讓我們研究跨越皮層所有層的多種細胞類型的人類皮層中的突觸連接。

迄今為止，腦組織樣本是任何物種中以這種細節(jié)級別進行成像和重建的最大樣本。除了幫助研究人腦外，該項目還改進和擴展了底層的連接組學技術。

我們從大腦皮層的顳葉獲得了一個快速保存的人類手術樣本。我們用重金屬染色 1 mm 3體積，將其嵌入樹脂中，在 30 nm 處切割 5000 多個切片，并使用高速多光束掃描電子顯微鏡對這些切片進行成像。我們使用計算方法渲染了 50,000 個細胞、數億個神經突和 1.3 億個突觸連接的三維結構。1.4 PB 電子顯微鏡體積、分段細胞、細胞部分、血管、髓鞘、抑制性和興奮性突觸以及 100 個手動校對細胞可供在線閱讀. 盡管由于拆分和合并錯誤導致自動分割不完整，但許多有趣的特征還是很明顯的。神經膠質細胞數量超過神經元 2:1，少突膠質細胞是體積中最常見的細胞類型。神經元的 E:I 平衡為 69:31%，體積中興奮性突觸與抑制性突觸的比率也是如此。錐體神經元上突觸的 E:I 比明顯高于抑制性中間神經元。我們發(fā)現深層興奮性細胞類型可以根據結構和連接性差異分為子集，吊燈中間神經元不僅支配如前所述的興奮性神經元初始段，還支配彼此的初始段，以及在建立的數千個弱連接之間在每個神經元上，存在更罕見的高度強大的軸突輸入，它們與目標神經元建立多突觸接觸(最多 20 個突觸)。我們的分析表明，這些強大的輸入是特定的，并且允許少量的軸突在它們的一些突觸后伙伴的活動中發(fā)揮巨大的作用。

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