日前，中国科学院脑科学与智能技巧非常改进中心自主研发了基于成像的多模态剖释平台（IMC），初度扫尾吞并神经元在体钙行为、全脑投射面孔与3D原位基因抒发谱的高精度整合剖释。

该扣问冲突了单神经元三模态数据获取和跨法度配准等恒久存在的技巧瓶颈，为复杂脑功能剖释和脑疾病机制扣问提供了技巧平台。

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多模态剖释贫苦

神经元是大脑的基本臆想单位。神经元的行为模式、基因抒发、细胞面孔及环路连合共同决定其功能。

要扣问大脑，不仅要知说念神经元“由什么组成”（分子），还要知说念它“长什么样、何如连合”（结构）以及“在作念什么”（功能）。

理思的扣问决策是在吞并细胞上获取这三类信息。但受限于不同模态技巧在样本处理、成像法度上的壁垒，现存技巧只可区分获取单一模态信息。

现在，学界已区分搭建了神经元分子、结构和功能的单模态数据库，并尝试发展出双模态斡旋剖释顺序，但未能扫尾三模态的斡旋剖释，也挫折吞并细胞水平的信得过同源数据。

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冲突瓶颈

为科罚上述贫苦，科研团队搭建了IMC平台。依托自主研发的多平面并行化双光子显微镜、双色编码扩张荧光原位杂交技巧两项技巧，IMC平台买通了活体功能记载、全脑面孔重构到3D原位分子检测的技巧链路。

平台保留了样本在不同模态检测阶段的3D空间信息和细胞面孔，为跨模态整合所需的高精度重建与空间配准提供了保证。

▲基于光学成像，扣问初度扫尾单神经元“功能-结构-分子”三模态剖释

团队进一步依托IMC平台，开云app以小鼠低级视觉皮层为切入点，奏凯得到207个具有在体功能行为和面孔信息的神经元，赢得141套包括皮层内投射神经元和锥体束神经元的完好意思三模态数据集。

扣问发现，神经元功能身份由分子特征、细胞面孔和环路连合共同塑造，多特征斡旋接洽视觉反映更精确，准确度远高于单一模态；RNA亚细胞定位是一类新的分子特征，不仅看基因“抒发些许”，还看单个RNA分子“漫衍在那儿”；棋盘格反映锥体束神经元投射模式具有特异性，且视黄醇联结卵白4抒发水平更高。

扣问还识别出新的神经元亚型——Vglut1+/Vip+PT神经元。这类欣喜性神经元可同期抒发经典阁下性神经元的记号分子，并对特定视觉刺激呈现特异性的反映模式。

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赋能前沿扣问

IMC平台通过信得过同源数据，剖释分子身份、面孔结构和功能反映之间的推敲，设立了单神经元多模态扣问新范式。

平台还不错扩展到更多脑区、细胞类型和行径范式，用于剖释任务推敲臆想、环路结构和分子身份之间的推敲，也可用于扣问脑疾病中特定神经元亚型的功能特殊、聚合变嫌和分子情状变化。

平台产生的信得过同源、跨法度三模态数据开云app，可看成评估和进修多模态整合顺序的高质地信得过基准资源。