“‘国际灵长类介观脑图谱联盟’是‘全脑介观神经联接图谱’大科学计划的主体。有了这个联盟，我们可以实现脑图谱大科学计划中的很多内容。比如，弄清楚大脑的网络结构、大脑所有细胞种类和功能。”在9月20日举行的2025浦江创新论坛（第十八届）之2025介观脑图谱国际研讨会上，联盟主席、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任、中国科学院院士蒲慕明表示，脑图谱大科学计划将帮助人类进一步理解大脑，了解大脑疾病出现的原因并对症下药，同时还能帮助人工智能、脑机接口等未来产业实现技术迭代升级，“希望脑图谱大科学计划就如同本世纪初的人类基因组计划一样，为生命科学带来新的变革。”

作为第18届浦江创新论坛的重要组成部分，2025介观脑图谱国际研讨会宣布“国际灵长类介观脑图谱联盟”成立，发布《国际灵长类介观脑图谱联盟白皮书》。此举标志着科学界正式发起“全脑介观神经联接图谱”大科学计划，将启动全球范围内的灵长类脑图谱研究系统性合作。

从小鼠到人，大脑介观图谱面临新挑战

随着观测技术的进步，人类对于大脑的探索一步步深入。从果蝇到斑马鱼再到小鼠，过去10年里的大规模脑图谱计划推动了全球神经科学前所未有的发展，改变科学家对这些动物中支配感觉处理、运动控制、本能行为和认知的神经环路的理解。然而，这些模式生物的大脑距离人类的大脑相去甚远，要想进一步揭开与人类智能相关的高度进化的大脑皮层和高度复杂的神经环路，就需要将研究对象设定为最接近人类的非人灵长类甚至是人类本身。

目前，灵长类的介观图谱绘制面临着诸多难以逾越的技术挑战。例如，人脑包含约860亿个神经元，通过数万亿个突触相互连接。如果说找到人脑中的单个细胞是大海捞针，那么要弄清楚多个细胞组成的环路和功能看起来就像是天方夜谭。

为了应对灵长类大脑的尺寸和结构复杂性，进一步的技术创新需要集中在优化用于非人类灵长类和人脑的工具上，如大视场空间多组学技术、细胞类型特异性标记方法、高通量成像技术和独特的神经信息学解决方案。这些先进技术的应用将不可避免地产生前所未有的庞大科学数据，这就需要在数据收集、注释和开放获取共享工具等方面进行国际协调，以减少重复工作。此外，对于如匿名化人类数据和最小化非人灵长类使用等伦理要求，也需要在国际科学界达成广泛共识。因此，“全脑介观神经联接图谱”大科学计划和“国际灵长类介观脑图谱联盟”应运而生。

大科学计划+国际联盟，设定三大里程碑

脑图谱大科学计划是中国凝聚全球脑科学核心科技力量、引领新一轮科技革命的关键举措之一，将助力中国在国际脑科学领域发挥引领作用。自2020年科技部在上海召开“全脑介观神经联接图谱”大科学计划启动前期工作座谈会并宣告成立中国工作组以来，该计划已凝聚一批全球顶尖科研团队，实现多项技术突破，并持续扩大国际合作网络。目前，中国在介观脑图谱绘制核心技术和资源整合方面已发挥引领作用。

联盟作为“全脑介观神经联接图谱”大科学计划的执行组织，现已汇聚中国、美国、英国、澳大利亚、印度、日本、韩国等25个国家和地区的118名成员，成员分别来自中国科学院、海南大学、复旦大学、清华大学、华大生命科学研究院、美国哈佛医学院、德国马普学会、日本理化学研究所、美国加州大学圣地亚哥分校、澳大利亚莫纳什大学等60余家全球顶尖高校和科研机构。联盟还吸纳了多个国际同步辐射光源中心，包括日本的SPring-8、泰国的SLRI、约旦的SESAME等。

《国际灵长类介观脑图谱联盟白皮书》对脑图谱大科学计划未来十年的核心任务进行了系统布局，并设立了三大里程碑：一是绘制首个全面的具有细胞类型特异性的灵长类全脑介观联接图谱，揭示支撑认知功能的神经网络架构原理；二是通过整合单细胞和空间转录组、蛋白质组、表观遗传组等数据，建立单细胞分辨率、多组学的灵长类脑细胞图谱，揭示全生命周期生理和病理状态下细胞多样性的系统表征；三是绘制突触的精细三维结构图谱，识别与认知等脑功能相关的突触特征标记，揭示与衰老及脑疾病相关的突触超微结构。

蒲慕明透露，在脑图谱大科学计划的第一阶段，即2021年至2026年，将启动人脑组织单细胞空间转录组图谱绘制、非人灵长类动物脑细胞空间转录组与联接图谱绘制；在2027年到2030年的第二阶段，将绘制成人脑单细胞空间多组学图谱和非人灵长类动物脑空间多组学图谱；从2031年到2035年的第三阶段，将绘制发育、衰老及病变脑的单细胞空间多组学图谱，以及非人灵长类动物脑介观联接组图谱，“最终，我们将绘制人脑发育、成人、衰老和疾病的全面、多组学图谱。”

“希望把中心枢纽落在上海”

“神经科学家善于创造新的学术词语缩写，但很多缩写并没有统一的规范。有时候同一个术语因为用来描述不同的物种的脑部，甚至有了27种不同的缩写。”联盟成员、澳大利亚科学院院士乔治·帕克西诺斯在论坛报告中指出，神经科学界需要对缩写进行有效果的管理，“就如同每一个地区的邮编都有一个专门的编码，我们可以给不同的大脑结构设定一个专门的缩写‘邮编’。”

事实上，缩写困扰从一个侧面展现了脑图谱大科学计划面临的一大挑战——大规模数据采集的有效性和通用性。《白皮书》介绍，图谱绘制涉及管理海量的复杂数据，包括单细胞组学、空间组学、显微图像、功能核磁共振等。这些数据集的特点是高维、多尺度和多模态性质，具有复杂的时空关系；而自监督深度学习、图神经网络、多模态对齐及新兴的大型语言基础模型的AI技术应用，将对于数据采集、整理、解读发挥关键作用。

“联盟将建立一个中心枢纽，与全球分布的各个国际枢纽紧密合作，由此构建一个全球性、开放协作的科研网络，协调技术开发和脑图谱研究的国际力量；同时统一技术标准与数据规范，促进图谱绘制技术、关键设施、分析技术的全球共享。”蒲慕明说，“我们希望把中心枢纽落在上海，不仅为脑图谱大科学计划提供样本资源、高分辨率全脑成像设施、高通量数据采集和初步处理等硬件服务，还将协调不同计算环境、开发通用数据模型、共享元数据标准。”

来源：上海科技报