根據美國《有線電視新聞網》( CNN ) 報導，科學家近日成功繪製出有史以來最精細的哺乳動物大腦三維結構圖，研究使用的鼠腦樣本小如一粒沙，但這塊僅一立方毫米的腦組織內，竟蘊藏了驚人的 8 萬 4 千個神經元、 5 億多個突觸（synapses）與 3.4 英里（約 5.4 公里）長的神經連結，堪稱「腦神經的宇宙地圖」。
這項突破性成果由美國艾倫腦科學研究所（Allen Institute for Brain Science）聯手貝勒醫學院（Baylor College of Medicine）及普林斯頓大學（Princeton University），動員 150 名科學家、歷時近十年完成，相關研究已於 4 月 9 日發表在《自然》（Nature）期刊。
「我們看到的不只是數據，而是令人敬畏的大腦之美，」艾倫研究所副主任柯爾曼博士（Dr. Forrest Collman）在一段影片中說道，「這種細節與尺度的壯觀，令人想起仰望遙遠星系時的震撼。」
這幅「鼠腦地圖」僅佔整個鼠腦體積的 1/500 ，但其數據量驚人，累積達 1.6 PB（拍位元組），相當於連續播放 22 年 HD 畫質影片。該資料已由「皮層網路機器智能計畫（MICrONS）」全面公開。
研究人員首先在小鼠清醒、視覺活躍狀態下，以特殊顯微技術，記錄其視覺皮質中 1 立方毫米腦區的神經活動。為讓鼠腦「高度刺激」，研究團隊讓小鼠邊跑步邊觀看包括《駭客任務》、《瘋狂麥斯》等 10 秒電影片段，甚至還有極限運動 YouTube 影片。
之後，研究人員在鼠隻安樂死後，將這塊腦組織切成超過 2.8 萬層薄片，每層僅為人類髮絲厚度的 1/400 ，接著逐層拍攝影像，重建出完整的 3D 結構。艾倫研究所指出，這段切片作業連續進行 12 天 12 夜，研究團隊輪班不眠不休，「一旦失誤，就得全部重來」。
最後，普林斯頓大學運用人工智慧與機器學習，進行神經元分割（segmentation）與標記，讓每條神經纖維都能被獨立觀察。這項AI 建模仍由人工進行審核與校正，確保準確性。
「這是一場大腦科學的數位革命。」普林斯頓大學神經科學教授徐賽巴斯蒂安（Dr. Sebastian Seung）表示，以往需整個博士論文才能完成的資料，現在只要敲幾個鍵、幾秒鐘就能搜尋查閱，為腦科學研究打開嶄新局面。
這份被科學界稱為「連結組圖譜」（connectome）的成果，首次展示大腦內特定區域的運作方式，並揭示不同類型細胞之間如何協作，未來此技術有望推進人工智慧、神經醫學與腦疾病研究等領域。
